Nanoporowaty GaN i kontrolowana relaksacja pseudopodłoży InGaN jako droga do żółtych diod laserowych

Celem projektu jest zbudowanie podstaw dla wytwarzania diod laserowych emitujących w żółtym zakresie spektralnym. Z uwagi na obiektywne bariery materiałowe - niedopasowanie sieci oraz niską jakość strukturalną i optyczną InGaN o wysokim składzie - proponowane są dwa kluczowe elementy - pseudopodłoża InGaN o większej stałej sieci oraz użycie technologii MBE do wytwarzania laserów emitujących światło żółte, w której uzyskanie wysokiego składu indu może być realizowane bez znaczącego obniżenia temperatury. 

Ideą proponowanego projektu jest wytworzenie pseudopodłoży InGaN, w których relaksacja w warstwie InGaN nastąpi w sposób elastyczny. Nasza propozycja ma potencjał wyróżnić się od innych rozwiązań, w których następuje relaksacja plastyczna i generacja dyslokacji niedopasowania i Vpitów. Ma to oczywiście kluczowe znaczenie dla wytwarzania zaawansowanych przyrządów optoelektronicznych jakimi są diody laserowe. 

Prowadzone prace badawcze mają na celu zrozumienie procesu relaksacji warstw InGaN i wbudowywania indu w przypadku epitaksji na podłożach zawierających nanoporowate warstwy GaN (WP1). Równolegle chcemy zbadać możliwość koalescencji zrelaksowanych warstw InGaN w celu otrzymania planarnego pseudo-podłoża InGaN o zwiększonej stałej sieci (WP2). Finalnie, celem projektu będzie wytworzenie struktury diody laserowej na podłożu o zwiększonej stałej sieci (WP3).

Publikacje

1. Marta Sawicka, Mateusz Hajdel, Oliwia Gołyga, Henryk Turski, Mikołaj Chlipała, Anna Feduniewicz, Szymon Stańczyk, Czesław Skierbiszewski, Cedric Corley-Wiciak, Carsten Richter, Grzegorz Muziol; Air-Cladding Blue Laser Diodes. ACS Appl. Mater. Interfaces 1 July 2026; 18 (25): 35483–35492. https://doi.org/10.1021/acsami.6c01600
2. Tomasz Fąs, Emilia Pruszyńska-Karbownik, Marta Sawicka, Dmitriy Yavorskiy, Anna Feduniewicz, Oliwia Gołyga, Mateusz Słowikowski, Jacek Kacperski, Marcin Siekacz, Grzegorz Muzioł, Piotr Nowicki, Aleksandr Kazakov, Jerzy Wróbel, Tomasz Czyszanowski, Jan Suffczyński; Blue Lasing at Room Temperature Based on a Quasi-Bound State in the Continuum. Nano Lett. 22 July 2026; 26 (28): 9170–9176. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c01930

Wystąpienia konferencyjne i seminaria:

1. Referat (oral presentation) M. Sawicka, H. Turski, G. Muzioł, M. Siekacz, A. Feduniewicz, O. Gołyga, C. Skierbiszewski, “Extreme doping of GaN with Si and Ge by plasma-assisted molecular beam epitaxy”, European Conference on Innovative and Advanced Epitaxy, 19-23.05.2025 Pisa, Italy, https://cost-opera.eu/general/european-conference-on-innovative-and-advanced-epitaxy-19-23-may-2025-pisa-italy/
2. Referat (oral presentation) M. Sawicka, O. Gołyga, M. Hajdel, A. Kafar, H. Turski, M. Chlipała, M. Siekacz, A. Feduniewicz, C. Skierbiszewski and G. Muzioł, “Air- and porous-claddings for blue laser diodes”, International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-15), 6-11.07.2025, Malmö, Sweden, https://mkon.nu/icns-15/detail...
3. Plakat (poster) O. Gołyga, G. Muzioł, A. Feduniewicz, M. Siekacz, H. Turski, M. Słowikowski, K. Sierakowski, T. Sochacki, I. Prozheev, F. Tuomisto, E. Pruszyńska-Karbownik, T. Fąs, J. Suffczyński, C. Skierbiszewski, M. Sawicka, “High-Contrast Air/GaN Diffraction Gratings For Distributed Feedback Lasers”, 53th International School & Conference on the Physics of Semiconductors "Jaszowiec 2025", 7-13.06.2025, Szczyrk, Poland, https://www.jaszowiec.edu.pl/2...