[00327591]基于纳米线/量子阱异质结构的近红外纳米激光器研究

该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61504010）。

该项目围绕纳米线/量子阱异质结构及相关光子器件开展了系统的理论和实验研究工作，在纳米线及相关异质结构的可控生长、新颖纳米线激光器的理论设计、纳米线/量子阱异质结构激光器的研制等方面取得了重要进展。主要研究成果如下：

1.制备出纯相无位错 InP、InAs 等 III-V 族半导体纳米线，以及若干新颖纳米线径向异质结构，包括 AlGaAs/GaAs 纳米线/量子阱异质结构、InP/InAs 纳米线/量子点复合结构、 GaAs/InAs 纳米线/孤立量子点复合结构等。

2.设计并仿真了若干新颖纳米线激光器结构，包括：设计出一种非对称混合表面等离激元 F-P 腔纳米线激光器，激光器阈值低至 240 cm-1，Purcell 因子高达 2518；设计出一种 AlGaAs/GaAs 纳米线/多量子阱表面等离子体激光器，器件截止直径为 80 nm，仅为光子模式激光器的一半；设计出一种基于 GaAs/AlGaAs 纳米线“核-壳”结构的混合槽等离激元激光器，器件直径细至 40 nm 时仍可支持传导模式。

3.基于 AlGaAs/GaAs 纳米线/单量子阱结构，制备出一种室温近红外纳米激光器，在 77K 下，激光器的激射波长为781 nm，阈值为600 W/cm2，线宽仅为0.39 nm，Q值高达 2000；在室温下激射波长为 791nm，激射波长随温度的漂移仅为0.045nm/K，该结构在超小尺寸、超低功耗、高温度稳定性纳米激光器中有重要应用前景。