Projekt SGS
"Periodyczne siatki NANO-kanałów umieszczone wewnątrz struktur laserowych o jednomodowym widmie emisji”

Opis Programu

Program Small Grant Scheme (SGS) realizowany jest w ramach Norweskiego Mechanizmu Finansowego 2014-2021 i koordynowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju jako Operator Programu „Badania stosowane”. W ramach programu finansowane są projekty badawcze prowadzone przez kobiety naukowców w technicznych dziedzinach nauki. Więcej o programie na stronach NCBiR.

Wartość projektu: 902 752,50 PLN
Okres realizacji: 01.08.2021 - 31.07.2023
akronim: BANANO

Cel projektu

W ramach projektu proponujemy nowe podejście do technologii produkcji laserów jednomodowych emitujących światło w zakresie widzialnym 380-530 nm, w szczególności diod laserowych o rozłożonym sprzężeniem zwrotnym opartych na GaN (ang. distributed feedback laser diodes, DFB LDs). Stabilna praca i emisja jednej długości fali z wysokim współczynnikiem tłumienia modów bocznych jest wymagana do takich zastosowań jak: szybka komunikacja krótkiego zasięgu w oparciu o plastikowe światłowody, precyzyjne pomiary czasu przez zegary atomowe czy zaawansowane czujniki oparte na interferometrii. Azotkowe lasery DFB nie są jeszcze dostępne na rynku ze względu na poważne ograniczenia związane z właściwościami materiałowymi stopów (In,Al,Ga)N, a mianowicie: niskim kontrastem współczynnika załamania światła i dużym niedopasowaniem sieci. Dotychczas prezentowane koncepcje wytwarzania tego typu przyrządów wykorzystują siatkę dyfrakcyjną w górnej części struktury laserowej. Nasz projekt ma na celu sprawdzenie zupełnie odmiennego pomysłu. Innowacyjność zaproponowanego podejścia polega na umieszczeniu siatki dyfrakcyjnej wewnątrz struktury. Będzie to możliwe dzięki zastosowaniu kombinacji zaawansowanych technik processingowych i epitaksji. W rezultacie wytworzony zostanie periodyczny układ kanałów powietrze/GaN, czyli siatka dyfrakcyjna o bardzo wysokim kontraście współczynnika załamania światła. Taka siatka zostanie zintegrowana ze strukturą niebieskiego lasera wytwarzanego metodą epitaksji z wiązek molekularnych z użyciem plazmy azotowej (PAMBE). Umieszczenie siatki poniżej obszaru aktywnego zapewni wysokie sprzężenie z modem optycznym. Opisany wyżej nowatorska struktura azotkowego lasera DFB zostanie zaprojektowana z użyciem modelowania teoretycznego i scharakteryzowana eksperymentalnie w celu weryfikacji stosowalności proponowanego wynalazku.

Wyróżnienie Rzeczpospolitej Cyfrowej

dla dr Marty Sawickiej „Za szczególny wkład w rozwój polskiej transformacji cyfrowej w roku 2021 za badania nad laserami”

Foto. Mariusz Szachowski

Zgłoszenie patentowe

Zgłoszenie patentowe nr P.439368 z dnia 30-10-2022 w Urzędzie Patentowym Rzeczpospolitej Polskiej na wynalazek "Sposób wytwarzania obszarów o regularnie zmiennym współczynniku załamania światła w wybranej warstwie struktury półprzewodnika"

Zespół badawczy projektu:

dr inż. Marta
Sawicka
mgr inż. Natalia
Fiuczek
mgr Anna
Feduniewicz-Żmuda
dr inż. Grzegorz
Muzioł
dr hab. Henryk
Turski
mgr inż. Oliwia
Bilska













Publikacje

Projekt realizowany w latach 2021-2023

  1. Electrochemical etching of p-type GaN using a tunnel junction for efficient hole injection By: N. Fiuczeka, M. Sawicka,A. Feduniewicz-Żmuda, M. Siekacz, M. Żak, K. Nowakowski-Szkudlarek, G. Muzioł, P. Wolny, J.J. Kelly, C. Skierbiszewskia, Acta Materialia 234(15):118018, Published May 2022 DOI.org/10.1016/j.actamat.2022.118018

  2. Electrically pumped blue laser diodes with nanoporous bottom cladding By: M. Sawicka, G. Muziol, N. Fiuczek, M. Hajdel, M. Siekacz, A. Feduniewicz-Żmuda, K. Nowakowski-Szkudlarek, P. Wolny, M. Żak, H. Turski, C. Skierbiszewski, Optics Express Vol. 30, Issue 7, pp. 10709-10722 (2022), Published February 2022 DOI.org/10.1364/OE.454359

  3. Fabrication of GaN-air channels for embedded photonic structures M. Sawicka, O. Gołyga, N. Fiuczek, G. Muzioł, A. Feduniewicz-Żmuda, M. Siekacz, H. Turski, R. Czernecki, E. Grzanka, I. Prozheev, F. Tuomisto, and C. Skierbiszewski, Materials Science in Semiconductor Processing 155, 107234 (2023). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2022.107234