[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2721717C1 - Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas - Google Patents

Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas Download PDF

Info

Publication number
RU2721717C1
RU2721717C1 RU2019139646A RU2019139646A RU2721717C1 RU 2721717 C1 RU2721717 C1 RU 2721717C1 RU 2019139646 A RU2019139646 A RU 2019139646A RU 2019139646 A RU2019139646 A RU 2019139646A RU 2721717 C1 RU2721717 C1 RU 2721717C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
gase
nanoplates
gaas
polarized light
Prior art date
Application number
RU2019139646A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Валерьевич Сорокин
Татьяна Васильевна Шубина
Павел Сергеевич Авдиенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Priority to RU2019139646A priority Critical patent/RU2721717C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721717C1 publication Critical patent/RU2721717C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

FIELD: optoelectronics.SUBSTANCE: device for producing polarized light with degree of linear polarization of light ~(50–60):1 includes source (1) of pulsed or permanent unpolarised light, in form of, for example, commercial LED based on III-nitrides of blue-green, blue or ultraviolet range (with emission wavelength in range of 380–550 nm), and external polarizing element (2), made in the form of substrate (3) of GaAs with orientation (001), on which there is a layer with thickness of ~150–250 nm, consisting of nanoplates (4) of two-dimensional GaSe crystal, oriented along selected directions <111> GaAs substrates. External polarizing element (2), in form of an array of oriented nanoplates (4) of GaSe, is spontaneously formed when growing a layer of GaSe by molecular beam epitaxy on substrate (3) of GaAs with orientation (001) in the epitaxial growth temperature range T=500–520 °C.EFFECT: device has small dimensions, mainly determined by dimensions of non-polarized light source, high efficiency of converting unpolarised radiation into polarized (up to 90 % by intensity) and high degree of linear polarization of light (50:1 and more).6 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области оптоэлектроники, а более конкретно к области оптических интегральных микросхем, использующих источники поляризованного света (ИПС) видимого спектрального диапазона для кодирования и передачи информации.The present invention relates to the field of optoelectronics, and more particularly to the field of optical integrated circuits using polarized light sources (IPS) of the visible spectral range for encoding and transmitting information.

Источники поляризованного света в настоящее время необходимы для множества коммерческих применений. В частности, поляризованный свет используют в нелинейных преобразователях частоты, где согласование фаз в нелинейном кристалле обычно получается только для одного направления поляризации. Также ИПС находят широкое применение в жидкокристаллических дисплеях (ЖК) из-за значительного снижения потребления электроэнергии по сравнению с обычными источниками света. Использование поляризованного света очень эффективно и для внутреннего освещения, так как позволяет значительно уменьшить блики от горизонтальных поверхностей, снизить напряжение глаз и уменьшить требования к мощности излучения за счет устранения ненужных дополнительных поляризующих компонент. Поляризованный свет необходим для создания систем трехмерного отображения информации, может использоваться в различных медицинских применениях и т.д. Еще одно важное применение - это использование ИПС в оптических интегральных микросхемах. Весь этот огромный спектр применений определяет актуальность поиска новых идей и разработки конструкций эффективных компактных ИПС. При создании таких источников необходимо учитывать как их энергоэффективность (в том числе и с целью решения актуальной проблемы снижения выбросов CO2 в атмосферу), так и экономическую составляющую, то есть затраты на их производство.Polarized light sources are currently required for many commercial applications. In particular, polarized light is used in non-linear frequency converters, where phase matching in a non-linear crystal is usually obtained for only one direction of polarization. Also, IPSs are widely used in liquid crystal displays (LCDs) due to a significant reduction in energy consumption compared to conventional light sources. The use of polarized light is also very effective for indoor lighting, as it can significantly reduce glare from horizontal surfaces, reduce eye strain and reduce radiation power requirements by eliminating unnecessary additional polarizing components. Polarized light is needed to create systems for three-dimensional display of information, can be used in various medical applications, etc. Another important application is the use of IPS in optical integrated circuits. All this huge range of applications determines the relevance of the search for new ideas and the development of designs of effective compact IPS. When creating such sources, it is necessary to take into account both their energy efficiency (including with the aim of solving the urgent problem of reducing CO 2 emissions into the atmosphere), and the economic component, that is, the cost of their production.

Основными требованиями к ИПС для обеспечения возможности его интеграции в оптические интегральные схемы являются: малые габариты устройства; малое число компонентов и простота их согласования между собой; низкая стоимость устройства; высокая степень линейной поляризации света (50:1 и более); высокая эффективность преобразования неполяризованного излучения в поляризованное.The main requirements for IPS to ensure the possibility of its integration into optical integrated circuits are: small dimensions of the device; a small number of components and the simplicity of their coordination among themselves; low cost of the device; a high degree of linear polarization of light (50: 1 or more); high efficiency of conversion of unpolarized radiation to polarized.

Из существующего уровня техники известны способы непосредственного получения поляризованного света. В частности, когерентный поляризованный свет излучается лазерами и лазерными диодами (ЛД). Степень поляризации света зависит от тока ЛД, и ее минимальное значение наблюдается вблизи порога лазерной генерации. При работе ЛД в режимах вблизи максимальной номинальной выходной мощности степень поляризации излучения может достигать значения 100:1 (~0,98) и выше. Например, степень поляризации излучения коммерческих сине-зеленых лазерных диодов на основе GaN производства компании OSRAM согласно спецификации достигает 100:1 (https://www.worldstartech.com/products/laser-diodes/green-laser-diode-osram/).Methods for directly producing polarized light are known in the art. In particular, coherent polarized light is emitted by lasers and laser diodes (LD). The degree of light polarization depends on the LD current, and its minimum value is observed near the laser generation threshold. When the LD is operating in modes near the maximum rated output power, the degree of radiation polarization can reach 100: 1 (~ 0.98) and higher. For example, the radiation polarization degree of commercial blue-green GaN-based laser diodes manufactured by OSRAM according to the specification reaches 100: 1 (https://www.worldstartech.com/products/laser-diodes/green-laser-diode-osram/).

Основной недостаток ИПС на основе ЛД связан с использованием больших токов накачки, необходимых для создания режима лазерной генерации, что, соответственно, требует использования мощных теплоотводов в корпусированных ЛД. Именно последние приводят к увеличению габаритов устройств, что препятствует использованию таких ИПС в оптических интегральных микросхемах.The main disadvantage of IP-based LDs is associated with the use of high pump currents necessary to create a laser generation regime, which, accordingly, requires the use of powerful heat sinks in packaged LDs. It is the latter that lead to an increase in the dimensions of the devices, which prevents the use of such IPSs in optical integrated circuits.

Преимущества использования твердотельных светоизлучающих диодов (СИД) в качестве источников света определяются их малыми размерами и высокой яркостью. Однако, степень поляризации излучения СИД значительно меньше, чем в ЛД. В частности, для коммерческих стандартных синих и ультрафиолетовых СИД на основе III-нитридов, выращиваемых на стандартных подложках с-сапфира (0001), степень поляризации излучения составляет ~0,3-0,4 (см., J. Shakya et al., Polarization of III-nitride blue and ultraviolet light-emitting diodes, Applied Physics Letters 86, 091107, 2005).The advantages of using solid-state light emitting diodes (LEDs) as light sources are determined by their small size and high brightness. However, the degree of polarization of LED radiation is much less than in LD. In particular, for commercial standard III-nitride blue and ultraviolet LEDs grown on standard c-sapphire (0001) substrates, the degree of radiation polarization is ~ 0.3-0.4 (see, J. Shakya et al., Polarization of III-nitride blue and ultraviolet light-emitting diodes, Applied Physics Letters 86, 091107, 2005).

Более высокое значение степени собственного линейно поляризованного излучения света может быть получено в светодиодных структурах, выращиваемых на неполярных/полуполярных подложках (см., Y.J. Zhao, Q.M. Yan, D. Feezell, K. Fujito, C.G. Van de Walle, J.S. Speck, S.P. DenBaars, S. Nakamura, Optical Polarization Characteristics of Semipolar Opt. Express 21, A53-A59, 2013). Однако, в случае GaN СИД, выращенных на полуполярных подложках, степень поляризации излучения также не превышает значения ~0,8 (10:1).A higher degree of intrinsic linearly polarized light emission can be obtained in LED structures grown on non-polar / semi-polar substrates (see YJ Zhao, QM Yan, D. Feezell, K. Fujito, CG Van de Walle, JS Speck, SP DenBaars , S. Nakamura, Optical Polarization Characteristics of Semipolar Opt. Express 21, A53-A59, 2013). However, in the case of GaN LEDs grown on semi-polar substrates, the degree of radiation polarization also does not exceed ~ 0.8 (10: 1).

Излучение с высокой степенью поляризации может быть получено путем интеграции наноструктур в конструкцию СИД, таких, например, как поляризационная решетка на основе металлов (см. М. Ma, D.S. Meyaard, Q.F. Shan, J. Cho, E.F. Schubert, G.B. Kim, M.-H. Kim, C. Sone, Polarized Light Emission from GaInN Light-Emitting Diodes Embedded with Subwavelength Aluminum Wire-Grid Polarizers, Appl. Phys. Lett. 101, 061103, 2012). Однако степень поляризации излучения по-прежнему недостаточна для коммерческих применений.Radiation with a high degree of polarization can be obtained by integrating nanostructures into the LED design, such as, for example, a metal-based polarization grating (see M. Ma, DS Meyaard, QF Shan, J. Cho, EF Schubert, GB Kim, M. -H. Kim, C. Sone, Polarized Light Emission from GaInN Light-Emitting Diodes Embedded with Subwavelength Aluminum Wire-Grid Polarizers, Appl. Phys. Lett. 101, 061103, 2012). However, the degree of polarization of the radiation is still insufficient for commercial applications.

Из-за уникального сочетания оптико-физических характеристик и свойств анизотропных жидкостей, люминесцентные жидкие кристаллы (ЖК) перспективны для реализации поляризационных СИД на основе органических материалов (ОСИД - органические светодиоды). Известно устройство для получения поляризованного света на основе ОСИД (см. патент US7037599, МПК Н05В 33/14, опубликован 02.05.2006), включающее устройство, содержащее подложку, анодный и катодный электроды, одноосный ориентирующий слой, расположенный между анодным и катодным электродом, светоизлучающий слой, расположенный над одноосным ориентирующим слоем и способный генерировать поляризованный свет, причем молекулы в светоизлучающем слое должны быть выровнены одноосно вдоль определенного направления, и слой ограничения носителей заряда, расположенный выше светоизлучающего слоя, причем слой ограничения носителей заряда блокирует дырки, электроны или экситоны, и при этом рекомбинация дырок из анода и электронов из катода ограничена этим слоем. В качестве светоизлучающего слоя используется олигомерный флуорен или смесь олигомерных флуоренов.Due to the unique combination of optical and physical characteristics and properties of anisotropic liquids, luminescent liquid crystals (LC) are promising for the implementation of polarized LEDs based on organic materials (OLED - organic LEDs). A device is known for producing polarized light based on OLED (see patent US7037599, IPC Н05В 33/14, published May 2, 2006), including a device containing a substrate, anode and cathode electrodes, a uniaxial orienting layer located between the anode and cathode electrode, and light emitting a layer located above the uniaxial orienting layer and capable of generating polarized light, the molecules in the light emitting layer must be aligned uniaxially along a certain direction, and a carrier restriction layer located above the light emitting layer, the carrier restriction layer blocking holes, electrons or excitons, and in this case, the recombination of holes from the anode and electrons from the cathode is limited by this layer. An oligomeric fluorene or a mixture of oligomeric fluorenes is used as the light emitting layer.

Один из основных недостатков ИПС на основе ОСИД связан с меньшим временем жизни ОСИД по сравнению с ИПС, использующими стандартные СИД на основе нитридов 3-ей группы в качестве источника неполяризованного света. Кроме того, максимальная степень поляризации (дихроичное отношение), продемонстрированная в высокоэффективных поляризационных ОСИД, использующих люминесцентные ЖК-материалы на основе олигофлуорена, не превышает 30:1, что все еще ниже требований коммерческого использования (более 40:1).One of the main disadvantages of OLED-based IPSs is associated with a shorter OSID lifetime compared to IPSs using standard LEDs based on group 3 nitrides as a source of non-polarized light. In addition, the maximum degree of polarization (dichroic ratio) demonstrated in highly efficient polarizing OLEDs using oligofluorene-based luminescent LC materials does not exceed 30: 1, which is still below the requirements for commercial use (more than 40: 1).

Также известно устройство для получения поляризованного света (см. патент US6710541, МПК G02B 5/30; H01L 51/52, опубликован 23.03.2004), включающее неполяризованный источник света, состоящей из органического электролюминесцентного или фотолюминесцентного устройства и поляризатор на основе холестерического жидкого кристалла. Основной недостаток известного ИПС также связан с недостаточной степенью линейной поляризации света.A device for producing polarized light is also known (see patent US6710541, IPC G02B 5/30; H01L 51/52, published March 23, 2004), including a non-polarized light source consisting of an organic electroluminescent or photoluminescent device and a polarizer based on a cholesteric liquid crystal. The main disadvantage of the known IPA is also associated with an insufficient degree of linear polarization of light.

Основное направление при разработке конструкций ИПС в настоящее время связано с задачей повышения их максимальной эффективности. Добавление в конструкцию ИПС внешнего поляризатора приводит к существенным потерям света (по меньшей мере, 50%), поэтому при разработке конструкций ИПС основное внимание уделяется увеличению эффективности сбора и последующего повторного использования части светового потока с «нежелательной» поляризацией. Это, однако, приводит к усложнению конструкции устройств и, в значительной степени, к увеличению размеров и стоимости ИПС.The main direction in the development of IPS designs is currently associated with the task of increasing their maximum efficiency. Adding an external polarizer to the IPA design leads to significant light loss (at least 50%), therefore, when developing IPA designs, the main attention is paid to increasing the efficiency of collection and subsequent reuse of part of the light flux with “undesirable” polarization. This, however, leads to a complication of the design of devices and, to a large extent, to an increase in the size and cost of IPS.

Известно устройство для получения поляризованного света (см. патент RU 2479071, МПК H01L 31/44, опубликован 10.04.2013), включающее кристалл СИД, имеющего первую поверхность, вторую поверхность и, по меньшей мере, одну боковую грань, соединяющую первую и вторую поверхности, светополяризующий слой, светоблокирующий слой, светоотражающий слой, при этом светополяризующий слой расположен на первой поверхности, светоблокирующий слой расположен, по меньшей мере, на одной боковой грани, а светоотражающий слой расположен на второй поверхности кристалла СИД. В качестве светополяризующего слоя предложено использовать отражающий поляризатор на холестерическом жидком кристалле или поляризатор с проволочной сеткой. Светополяризующий слой может быть может быть сформирован непосредственно на кристалле СИД в масштабе целой пластины, а затем последовательно нарезан, или, альтернативно, изготовлен на несущей подложке, нарезан и последовательно присоединен к кристаллу СИД с использованием соответствующего связующего контакта.A device for producing polarized light is known (see patent RU 2479071, IPC H01L 31/44, published April 10, 2013), including an LED crystal having a first surface, a second surface and at least one side face connecting the first and second surfaces , a light-polarizing layer, a light-blocking layer, a light-reflecting layer, wherein the light-polarizing layer is located on the first surface, the light-blocking layer is located at least on one side face, and the light-reflecting layer is located on the second surface of the LED crystal. It is proposed to use a reflective polarizer on a cholesteric liquid crystal or a polarizer with a wire mesh as a light-polarizing layer. The light-polarizing layer can be formed directly on the LED crystal in the scale of the whole plate, and then sequentially sliced, or, alternatively, made on a carrier substrate, sliced and sequentially attached to the LED crystal using the corresponding bonding contact.

При использовании поляризующего слоя на основе холестерического жидкого кристалла достигаемая степень линейной поляризации света не превышает значения 30:1 (~0,93) (лабораторные значения). В случае же использования поляризатора с проволочной сеткой основными недостатками являются серьезные технологические трудности при формировании поляризующего слоя и, как следствие, высокая стоимость конечного устройства. В частности, было показано (см. М. Ma et al., Appl. Phys. Lett. 101, 061103, 2012), что при формировании поляризатора с проволочной сеткой из Al с обратной стороны сапфировой подложки InGaN СИД с использованием комбинации методов электронно-лучевой литографии и индуктивно-связанного плазменного реактивного ионного травления, можно достигнуть значения степени линейной поляризации излучения более 0,9. Однако необходимый период металлической решетки порядка 100-150 нм оказывается очень близок к разрешающей способности метода электронно-лучевой литографии.When using a polarizing layer based on a cholesteric liquid crystal, the achieved degree of linear polarization of light does not exceed 30: 1 (~ 0.93) (laboratory values). In the case of using a polarizer with a wire mesh, the main disadvantages are serious technological difficulties in the formation of a polarizing layer and, as a result, the high cost of the final device. In particular, it was shown (see M. Ma et al., Appl. Phys. Lett. 101, 061103, 2012) that when forming a polarizer with an Al wire mesh on the back of the InGaN LED sapphire substrate using a combination of electron beam lithography and inductively coupled plasma reactive ion etching, it is possible to achieve a degree of linear polarization of radiation of more than 0.9. However, the required period of the metal lattice of the order of 100-150 nm turns out to be very close to the resolution of the electron beam lithography method.

Известен жидкокристаллический дисплейный проектор, включающий в себя источник света, коллиматорную линзу, планарный преобразователь поляризации, жидкокристаллическую дисплейную панель и проекционные линзы (см. патент US 5940149, МПК G02B 27/28; G02B 5/04; G02B 5/124; G02B 5/30, опубликован 17.08.1999). Преобразователь поляризации в этом устройстве выполнен в виде набора пленок и включает в себя пленарные компоненты: призматическую пленку, отражающую поляризационную пленку и пленку четвертьволнового замедлителя, расположенную между призматической и поляризационной пленками. Призматическая поверхность имеет чередующиеся пропускающие и отражающие призматические грани, расположенные под определенными базовыми углами.A known liquid crystal display projector including a light source, a collimator lens, a planar polarization converter, a liquid crystal display panel and projection lenses (see US patent 5940149, IPC G02B 27/28; G02B 5/04; G02B 5/124; G02B 5 / 30, published on August 17, 1999). The polarization converter in this device is made in the form of a set of films and includes plenary components: a prismatic film reflecting a polarizing film and a quarter-wave moderator film located between the prismatic and polarizing films. The prismatic surface has alternating transmitting and reflecting prismatic faces located at certain basic angles.

Принципиально, поляризационные разделители пучка могут обеспечивать поляризационный контраст до уровня 3000:1 для определенных длин волн. Однако недостатком такого технического решения является необходимость четкого согласования всех элементов преобразователя поляризации. Более того, известный пленарный преобразователь поляризации света оптимизирован для использования в полноцветных проекционных системах с большой диагональю ЖК-дисплея. Наличие множества требующих согласования компонент, в том числе коллиматорной линзы, затрудняет (или даже делает невозможным) использование данного преобразователя поляризации в оптических интегральных схемах.Fundamentally, polarization beam splitters can provide polarization contrast up to 3000: 1 for specific wavelengths. However, the disadvantage of this technical solution is the need for a clear coordination of all elements of the polarization converter. Moreover, the well-known plenary light polarization converter is optimized for use in full-color projection systems with a large LCD diagonal. The presence of many components requiring coordination, including a collimator lens, makes it difficult (or even impossible) to use this polarization converter in optical integrated circuits.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к настоящему устройству является устройство для получения поляризованного света (см. патент US7037599, МПК Н05В 33/14, опубликован 02.05.2006), принятый за прототип. Устройство-прототип состоит из источника неполяризованного света (СИД), оптически соединенного с внешним поляризующим элементом, обеспечивающее высокую степень поляризации света. Во внешнем поляризаторе в качестве светоизлучающего слоя использован олигомерный флуорен или смесь олигомерных флуоренов, что позволяет получить на выходе поляризованный свет со степенью линейной поляризации до 30:1.The closest set of essential features to this device is a device for producing polarized light (see patent US7037599, IPC Н05В 33/14, published 02.05.2006), adopted as a prototype. The prototype device consists of a source of unpolarized light (LED), optically connected to an external polarizing element, providing a high degree of polarization of light. In the external polarizer, an oligomeric fluorene or a mixture of oligomeric fluorenes is used as a light-emitting layer, which allows one to obtain polarized light at the output with a degree of linear polarization up to 30: 1.

Достоинством известного решения является компактность и простота устройства (по-существу, один элемент). Недостатками известного ИПС является недостаточная степень линейной поляризации света и меньшее время жизни по сравнению с ИПС, использующими стандартные СИД на основе нитридов III группы в качестве источника неполяризованного света.The advantage of the known solution is the compactness and simplicity of the device (essentially, one element). The disadvantages of the known IPS are the insufficient degree of linear polarization of light and a shorter lifetime compared with IPS using standard LEDs based on group III nitrides as a source of unpolarized light.

Задачей настоящего технического решения являлось разработка устройства для получения поляризованного света, которое бы удовлетворяло основным требованиями к ИПС для интеграции в оптические интегральные схемы, а именно имело малые размеры, определяемые главным образом размерами источника неполяризованного света, высокую эффективность преобразования неполяризованного излучения в поляризованное (до 90%) и высокую степень линейной поляризации света (50:1 и более).The objective of this technical solution was to develop a device for producing polarized light, which would satisfy the basic requirements for IPS for integration into optical integrated circuits, namely, it had small dimensions, determined mainly by the size of the source of unpolarized light, and high conversion efficiency of unpolarized radiation to polarized (up to 90 %) and a high degree of linear polarization of light (50: 1 or more).

Поставленная задача решается тем, что устройство для получения поляризованного света включает источник неполяризованного света, оптически соединенный с внешним поляризующим элементом. Новым в устройстве является то, что внешний поляризующий элемент выполнен в виде подложки из GaAs с ориентацией (001), на которой сформирован слой из нанопластинок двумерного кристалла GaSe, ориентированных вдоль выделенных направлений <111> подложки GaAs.The problem is solved in that the device for producing polarized light includes a source of non-polarized light, optically connected to an external polarizing element. New in the device is that the external polarizing element is made in the form of a GaAs substrate with the (001) orientation, on which a layer of nanoplates of a two-dimensional GaSe crystal, oriented along the selected directions <111> of the GaAs substrate, is formed.

Источник неполяризованного света может быть выполнен импульсным или постоянным.The unpolarized light source may be pulsed or constant.

Источник неполяризованного света может быть выполнен в виде светоизлучающего диода.The unpolarized light source can be made in the form of a light emitting diode.

Светоизлучающий диод может быть выполнен на основе соединений III-N с длиной волны излучения в диапазоне 380-550 нм (т.е. зеленого, синего или ультрафиолетового диапазона).The light emitting diode can be made on the basis of III-N compounds with a radiation wavelength in the range of 380-550 nm (i.e., green, blue or ultraviolet range).

Слой из нанопластинок двумерного кристалла GaSe, ориентированных вдоль выделенных направлений <111> подложки GaAs, может быть выполнен толщиной 150-250 нм.A layer of nanoplates of a two-dimensional GaSe crystal oriented along the selected directions <111> of a GaAs substrate can be made with a thickness of 150-250 nm.

Использование для создания поляризованного света ориентированного массива нанопластинок из GaSe определяется фундаментальными правилами отбора для оптических переходов, которые разрешают оптические переходы только вдоль оси с кристалла GaSe. Ширина запрещенной зоны GaSe лежит в видимом диапазоне спектра (Eg~2 эВ, Т=300 K), что приводит к излучению линейно поляризованного света в красно-оранжевом спектральном диапазоне (λ~620 нм) со степенью поляризации близкой к 100% (~0,96-0,97 или (50-60):1) и с эффективностью преобразования неполяризованного излучения в поляризованное на уровне до 90% по интенсивности.The use of an oriented array of GaSe nanoplates to create polarized light is determined by the fundamental selection rules for optical transitions, which allow optical transitions only along the c axis of the GaSe crystal. The band gap of GaSe lies in the visible spectral range (Eg ~ 2 eV, T = 300 K), which leads to the emission of linearly polarized light in the red-orange spectral range (λ ~ 620 nm) with a degree of polarization close to 100% (~ 0 , 96-0.97 or (50-60): 1) and with the conversion efficiency of non-polarized radiation to polarized at a level of up to 90% in intensity.

Достоинствами устройства для получения поляризованного света на основе ориентированного массива нанопластинок GaSe/GaAs являются высокое значение степени линейной поляризации света ((50-60):1) в видимом диапазоне спектра, компактные размеры устройства, определяемыми определяемые, главным образом, размерами источника неполяризованного света (светодиода), а также технологическая совместимость с относительно недорогими подложками GaAs.The advantages of a device for producing polarized light based on an oriented array of GaSe / GaAs nanoplates are a high degree of linear polarization of light ((50-60): 1) in the visible range of the spectrum, compact dimensions of the device, determined mainly by the size of an unpolarized light source ( LEDs), as well as technological compatibility with relatively inexpensive GaAs substrates.

Монохалькогенидные соединения, такие как GaSe, обладают важной отличительной особенностью: они являются прямозонными в объеме, а непрямозонными в монослойном пределе. Точнее говоря, в монослоях из-за формирования валентной зоны с боковыми максимумами (типа «мексиканской шляпы») структура становиться явно непрямозонной, тогда как два типа переходов имеют близкую энергию в объемном материале [D.V. Rybkovskiy, A.V. Osadchy, E.D. Obraztsova, Transition from parabolic to ring-shaped valence band maximum in few-layer GaS, GaSe, and InSe. Phys. Rev. В 90, 235302 (2014)]. Прямозонность в случае многослойных нанопластинок резко снижает требования к толщинам структур для приборных применений. Тонкая экситонная структура в GaSe такова, что сильный резонанс прямозонного экситона взаимодействует только со светом, поляризованным в плоскости, перпендикулярной монослоям (или тетраслоям, так как каждый монослой в случае GaSe состоит из четырех атомных плоскостей Se-Ga-Ga-Se) вследствие симметрийных правил отбора. Эти два обстоятельства были решающими при выборе GaSe как материала для компактного поляризатора.Monochalcogenide compounds, such as GaSe, have an important distinctive feature: they are direct-gap in volume and indirect-gap in the monolayer limit. More precisely, in monolayers, due to the formation of a valence band with lateral maxima (such as the “Mexican hat”), the structure becomes clearly indirect, while the two types of transitions have close energy in the bulk material [D.V. Rybkovskiy, A.V. Osadchy, E.D. Obraztsova, Transition from parabolic to ring-shaped valence band maximum in few-layer GaS, GaSe, and InSe. Phys. Rev. B 90, 235302 (2014)]. The direct gap in the case of multilayer nanoplates dramatically reduces the requirements for the thickness of structures for instrument applications. The fine exciton structure in GaSe is such that the strong resonance of the direct-gap exciton interacts only with light polarized in the plane perpendicular to the monolayers (or tetra-layers, since each monolayer in the case of GaSe consists of four Se-Ga-Ga-Se atomic planes) due to symmetry rules selection. These two circumstances were decisive when choosing GaSe as a material for a compact polarizer.

Настоящее техническое решение поясняется чертежом, где:This technical solution is illustrated in the drawing, where:

на фиг. 1 схематически изображено устройство для получения поляризованного света;in FIG. 1 schematically shows a device for producing polarized light;

на фиг. 2 показано полученное методом растровой электронной микроскопии изображение поперечного сечения слоя нанопластинок из GaSe, выращенных на подложке GaAs(001) при температуре TS=500°С;in FIG. Figure 2 shows the image obtained by scanning electron microscopy of the cross section of a layer of GaSe nanoplates grown on a GaAs (001) substrate at a temperature of T S = 500 ° C;

на фиг. 3 схематически показано появление поляризованной компоненты фотолюминесценции из массива нанопластинок GaSe.in FIG. Figure 3 schematically shows the appearance of the polarized component of photoluminescence from an array of GaSe nanoplates.

на фиг. 4 приведены спектры линейно поляризованной фотолюминесценции при комнатной температуре массива нанопластинок GaSe, сформированных на подложке GaAs(001), в области края фундаментального поглощения (Е || с и Е ⊥ с - параллельная и перпендикулярные оси с кристалла компоненты электрического поля, соответственно).in FIG. Figure 4 shows the spectra of linearly polarized photoluminescence at room temperature of an array of GaSe nanoplates formed on a GaAs (001) substrate, in the region of the fundamental absorption edge (Е || с and Е ⊥ с - parallel and perpendicular to the crystal axis components of the electric field, respectively).

Устройство для получения поляризованного света (фиг. 1, фиг. 2) содержит источник 1 импульсного или постоянного неполяризованного света, например, в виде светоизлучающего диода на основе соединений III-N сине-зеленого, синего или ультрафиолетового диапазона (с длиной волны излучения в диапазоне 380-550 нм) и поляризующий элемент 2. Источник 1 оптически соединен с поляризующим элементом 2. Поляризующий элемент 2 выполнен в виде подложки 3 из GaAs с ориентацией (001), на которой сформированы нанопластинки 4 из GaSe, ориентированные вдоль выделенных направлений <111> подложки GaAs. Эффективная толщина слоя нанопластинок 4 GaSe составляет 150-250 нм.A device for producing polarized light (Fig. 1, Fig. 2) contains a source 1 of pulsed or constant non-polarized light, for example, in the form of a light emitting diode based on compounds III-N of the blue-green, blue or ultraviolet range (with a radiation wavelength in the range 380-550 nm) and a polarizing element 2. The source 1 is optically connected to the polarizing element 2. The polarizing element 2 is made in the form of a GaAs substrate 3 with the (001) orientation, on which GaSe nanoplates 4 are formed, oriented along the selected directions <111> GaAs substrates. The effective thickness of the layer of 4 GaSe nanoplates is 150-250 nm.

Формирование нанопластинок 4 из GaSe производят посредством их выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) на подложке 3 GaAs с ориентацией (001). При температурах подложки 3 TS=500-520°C начальная стадия роста протекает с образованием химических связей между GaSe и подложкой 3 из GaAs, т.е. с формированием переходных субмонослоев. При этом вместо роста планарного слоя наблюдается формирование массива нанопластинок 4 из GaSe с наклоном оптической оси с относительно нормали к поверхности подложки 3 из GaAs(001), ориентированных преимущественно в выделенных направлениях, т.е. вдоль направлений <111> подложки 3 из GaAs. Рабочий интервал температур Ts~350-400°C, при которых наблюдается формирование ориентированного массива нанопластинок 4 из GaSe, определяется следующими факторами: при низких температурах подложки Ts~350-400°C рост GaSe протекает по механизму эпитаксии ван-дер-Ваальса с формированием относительно планарного слоя, при этом ось с слоя GaSe направлена по нормали к поверхности подложки 3 из GaAs; при Ts>520°C наблюдается переиспарение GaSe с поверхности подложки 3 из GaAs и рост не происходит; в температурном диапазоне Ts~400-500°C наблюдается промежуточный случай - формируется разнонаправленный массив нанопластинок 4 из GaSe, при этом ось с нанопластинок 4 из GaSe направлена под различными углами к поверхности подложки 3 из GaAs, т.е. отсутствует выделенное направление оптической оси с нанопластинок 4 из GaSe. Поддержание соотношения потоков элементов VI и III-ей групп, близкого к стехиометрическому, позволяет минимизировать включения паразитной фазы Ga2Se3 в выращенном слое GaSe. Важно отметить, что формирование ориентированного массива нанопластинок 4 из GaSe при выборе оптимального режима МПЭ и выбранной подложке 3 GaAs(001) происходит автоматически. На фиг. 2 показано полученное методом растровой электронной микроскопии изображение поперечного сечения слоя нанопластинок 4 из GaSe, выращенных на подложке 3 из GaAs(001) при температуре TS=500°C. Нанопластинки 4 ориентированы преимущественно вдоль направлений <111> подложки GaAs 3. Это приводит к тому, что в геометрии изображения поперечного сечения, приведенной на фиг. 2 (скалывание кристалла происходит по базовым плоскостям типа (011) и (0-11)), нанопластинки 4 имеют наклон относительно нормали к поверхности подложки 3 из GaAs под углом ~45° в сторону направлений [1-10] и [-110].The formation of GaSe nanoplates 4 is carried out by their growth by molecular beam epitaxy (MBE) on a GaAs substrate 3 with the (001) orientation. At substrate temperatures 3 T S = 500-520 ° C, the initial stage of growth proceeds with the formation of chemical bonds between GaSe and substrate 3 of GaAs, i.e. with the formation of transitional submonolayers. In this case, instead of the growth of the planar layer, the formation of an array of GaSe nanoplates 4 is observed with the optical axis c inclined relative to the normal to the surface of the GaAs (001) substrate 3, oriented mainly in the selected directions, i.e. along the <111> directions of the GaAs substrate 3. The operating temperature range Ts ~ 350-400 ° C, at which the formation of an oriented array of GaSe 4 nanoplates is observed, is determined by the following factors: at low substrate temperatures Ts ~ 350-400 ° C, GaSe growth proceeds according to the van der Waals epitaxy mechanism with the formation of relative to the planar layer, while the axis from the GaSe layer is directed normal to the surface of the GaAs substrate 3; at Ts> 520 ° C, GaSe is reevaporated from the surface of GaAs substrate 3 and no growth occurs; in the temperature range Ts ~ 400-500 ° C, an intermediate case is observed - a multidirectional array of GaSe nanoplates 4 is formed, while the axis from GaSe nanoplates 4 is directed at different angles to the surface of the GaAs substrate 3, i.e. there is no distinguished direction of the optical axis from GaSe nanoplates 4. Maintaining a ratio of fluxes of elements of the VI and III groups, close to stoichiometric, minimizes the inclusion of the parasitic phase of Ga 2 Se 3 in the grown GaSe layer. It is important to note that the formation of an oriented array of 4 GaSe nanoplates with the choice of the optimal MPE mode and the selected GaAs (001) substrate 3 occurs automatically. In FIG. Figure 2 shows the cross-sectional image obtained by scanning electron microscopy of a layer of GaSe nanoplates 4 grown on a GaAs (001) substrate 3 at a temperature T S = 500 ° C. The nanoplates 4 are oriented mainly along the <111> directions of the GaAs substrate 3. This leads to the fact that in the image geometry of the cross section shown in FIG. 2 (crystal cleavage occurs along base planes of the type (011) and (0-11)), nanoplates 4 have an inclination relative to the normal to the surface of a GaAs substrate 3 at an angle of ~ 45 ° to the directions [1-10] and [-110] .

Появление поляризованной компоненты фотолюминесценции из массива нанопластинок 4 из GaSe при возбуждении источником неполяризованного света схематически проиллюстрировано на фиг. 3. В геометрии возбуждения, показанной на фиг. 3, свет падает на массив наклонных нанопластинок 4 перпендикулярно подложке 3 из GaAs и под углом ~45° к оптической оси с нанопластинок 4 из GaSe. Внутри нанопластинки 4 свет содержит обе компоненты электрического поля Е || с и Е ⊥ с вследствие наклонного падения света относительно оси с. Согласно закону Снеллиуса, угол рефракции луча относительно с составляет 15° при показателе преломления GaSe n=2,874. При этих условиях соотношение амплитуд компонент можно оценить как Е || с и Е ⊥ с=0,25/0,75. Однако, несмотря на доминирование компоненты Е ⊥ с, основной вклад в излучение вносит синглетное состояние экситона, поляризованное вдоль оси с, которое по правилам отбора эффективно взаимодействует с компонентой Е || с. Взаимодействие триплетного состояния со светом возможно только при поляризации Е ⊥ с. Оно разрешено только вследствие спин-орбитального взаимодействия с нижними валентными зонами. Это взаимодействие в сотни раз слабее, чем для Е || с, поскольку энергетическое расстояние между верхней и последующими валентными зонами в GaSe велико, порядка 500 мэВ (см. Е. Mooser, М. Schlüter. The Band-Gap Excitons in Gallium Selenide. Nuovo Cimento 18, 164-208, 1973). В геометрии возбуждения, представленной на фиг. 3, в возбуждении поляризованной люминесценции в плотном массиве нанопластинок 4 из GaSe активно участвует отраженный свет. Многократное переотражение в массиве приводит к практически полной утилизации падающего светового потока. При условии полной утилизации светового потока, КПД преобразования неполяризованного излучения в поляризованное может быть оценен через внутренний квантовый выходThe appearance of the polarized photoluminescence component from an array of GaSe nanoplates 4 upon excitation by an unpolarized light source is schematically illustrated in FIG. 3. In the drive geometry shown in FIG. 3, light is incident on an array of inclined nanoplates 4 perpendicular to the GaAs substrate 3 and at an angle of ~ 45 ° to the optical axis from the nanoplates 4 from GaSe. Inside the nanoplate 4, the light contains both components of the electric field E || c and E ⊥ s due to oblique incidence of light relative to the axis c. According to Snell's law, the angle of refraction of the beam relative to c is 15 ° for a GaSe refractive index of n = 2.874. Under these conditions, the ratio of the amplitudes of the components can be estimated as E || s and E ⊥ s = 0.25 / 0.75. However, despite the dominance of the component E компоненты c, the main contribution to the radiation comes from the singlet exciton state polarized along the c axis, which, according to the selection rules, effectively interacts with the component E || with. The interaction of the triplet state with light is possible only with polarization E ⊥ s. It is allowed only due to spin-orbit interaction with the lower valence bands. This interaction is hundreds of times weaker than for E || c, since the energy distance between the upper and subsequent valence bands in GaSe is large, of the order of 500 meV (see E. Mooser, M. Schlüter. The Band-Gap Excitons in Gallium Selenide. Nuovo Cimento 18, 164-208, 1973). In the excitation geometry shown in FIG. 3, reflected light is actively involved in the excitation of polarized luminescence in a dense array of GaSe nanoplates 4. Repeated re-reflection in the array leads to almost complete utilization of the incident light flux. Provided that the luminous flux is completely utilized, the efficiency of converting unpolarized radiation to polarized radiation can be estimated through the internal quantum output

Y=Гr/(Гr и Гnr),Y = G r / (G r and G nr ),

где Гr и Гnr - скорости радиационного и нерадиационного затухания, соответственно. За величину Гr можно принять скорость излучения перехода прямого экситона при низкой температуре (Т<10 K), когда все состояния локализованы, и транспорт к возможным дефектным центрам практически отсутствует. Эту величину можно определить как Гr=1/τr через характерное быстрое время затухания фотолюминесценции τr. Исследования фотолюминесценции в GaSe с временным разрешением показали, что τr≈200 пс. Зонная структура GaSe, дополнительно к синглет-триплетному расщеплению (триплет ~2 мэВ ниже по энергии), характеризуется тем, что имеется непрямозонный переход, который расположен ниже по энергии на ~20 мэВ, чем прямозонный. В совершенных структурах, выращенных МПЭ, присутствие нижних по энергии состояний триплетного характера является основным каналом, определяющим «нерадиационное» затухание, паразитное по отношению к нужному эффекту. Излучение непрямозонного экситона с характерными медленными временами 5-6 не доминирует при низкой температуре, поскольку он является нижним по энергии. Однако при температуре (35-50) К, из-за малого энергетического расстояния между участвующими в процессе рекомбинации уровнями, происходит термализация состояний, и это время уменьшается. При дальнейшем подъеме температуры образуется единое состояние с характерным длинным временем затухания фотолюминесценции ~2,8 нс. Рассматривая его как 1/Гnr, максимальный квантовый выход поляризованного излучения можно оценить как Y=0,93. Внешний квантовый выход зависит от эффективности вывода излучения. Этот параметр близок к единице в случае используемой системы с разветвленной поверхностью, состоящий из наклонных нанопластинок 4, которая значительно превышает по суммарной площади планарную поверхность основания подложки 3. Таким образом, можно сделать вывод, что при комнатной температуре достижима эффективность преобразования неполяризованного излучения в поляризованное на уровне ~90% по интенсивности. Для увеличения эффективности сбора поляризованного излучения можно использовать микролинзы или использовать эпоксидный купол, как в конструкциях СИД.where Г r and Г nr are the rates of radiation and non-radiation attenuation, respectively. For the value of r r, we can take the radiation velocity of the direct exciton transition at low temperature (T <10 K), when all states are localized, and transport to possible defective centers is practically absent. This value can be determined as Г r = 1 / τ r through the characteristic fast decay time of photoluminescence τ r . Time-resolved photoluminescence studies in GaSe have shown that τ r ≈200 ps. The GaSe band structure, in addition to singlet – triplet splitting (the triplet is ~ 2 meV lower in energy), is characterized by the fact that there is an indirect band gap, which is located at a lower energy level by ~ 20 meV than the direct band gap. In perfect structures grown by MBE, the presence of lower energy states of triplet nature is the main channel that determines the "non-radiation" attenuation, parasitic with respect to the desired effect. Radiation of indirect exciton with characteristic slow times of 5–6 does not dominate at low temperature, since it is lower in energy. However, at a temperature of (35–50) K, due to the small energy distance between the levels involved in the recombination process, the states are thermalized, and this time decreases. With a further rise in temperature, a single state forms with a characteristic long photoluminescence decay time of ~ 2.8 ns. Considering it as 1 / Г nr , the maximum quantum yield of polarized radiation can be estimated as Y = 0.93. The external quantum yield depends on the efficiency of radiation output. This parameter is close to unity in the case of the branched-surface system used, consisting of inclined nanoplates 4, which significantly exceeds the planar surface of the substrate base 3 in terms of total area. Thus, we can conclude that the efficiency of converting non-polarized radiation to polarized radiation at room temperature is achievable level ~ 90% in intensity. To increase the efficiency of collecting polarized radiation, you can use microlenses or use an epoxy dome, as in LED designs.

Пример. Был изготовлен экспериментальный образец устройства для получения поляризованного света. В качестве источника импульсного неполяризованного света был использован синий светодиод с длиной волны излучения 416 нм. Методом МПЭ на подложках из GaAs(001) были выращены нанопластинки из GaSe. В качестве источников молекулярных пучков были использованы стандартный элементный источник Ga и клапанный источник Se с разложителем (с температурой зоны разложения TSe(cr)=500°C). Температура подложки составила TS=500°C. Рост осуществлялся на поверхности буферного слоя GaAs, толщиной 200 нм, выращенного на подложке GaAs(001) в отдельной камере МПЭ. Инициация роста GaSe осуществлялась одновременным открытием заслонок Ga и Se на поверхность GaAs(001). Номинальная скорость роста GaSe составила 1,3 нм/мин. Соотношение потоков элементов VI и III групп при росте составило Se/Ga (ВЕР) ~ 22, что соответствует стехиометрии на поверхности роста при данных условиях МПЭ. Степень линейной поляризации света составила ~50:1 (0,96). Подтверждение сильной поляризационной зависимости было получено в эксперименте с квазирезонансном возбуждением (hvexc=2,33 эВ), которое падало вдоль нормали к плоскости подложки. Испускаемый свет регистрировался в противоположном направлении. Линейно поляризованные спектры ФЛ массива нанопластинок GaSe в области края фундаментального поглощения представлены на фиг. 4. Спектральное положение (1,99 эВ) зоны излучения на фиг. 4 соответствует положению полосы излучения прямого экситона при Т=300 К. Наблюдаемое излучение свободного экситона поляризовано преимущественно вдоль Е || с. При возбуждении линейно-поляризованным светом поворот массива нанопластинок вокруг оси OO' на 90° приводил к возбуждению и регистрации слабой ФЛ нанокристалла в чистой поляризации Е ⊥ с из той же точки образца. Из фиг. 4 следует, что отношение интегральных интенсивностей ФЛ в двух различных поляризациях составляет ~50:1.Example. An experimental model of a device for producing polarized light was made. A blue LED with a radiation wavelength of 416 nm was used as a source of pulsed non-polarized light. By the MPE method, GaSe nanoplates were grown on GaAs (001) substrates. The sources of molecular beams were a standard elemental source Ga and a valve source Se with a decomposer (with a decomposition zone temperature T Se (cr) = 500 ° C). The temperature of the substrate was T S = 500 ° C. The growth was carried out on the surface of a 200 nm thick GaAs buffer layer grown on a GaAs (001) substrate in a separate MPE chamber. The growth of GaSe was initiated by the simultaneous opening of the Ga and Se dampers on the GaAs (001) surface. The nominal growth rate of GaSe was 1.3 nm / min. The ratio of the fluxes of elements of groups VI and III during growth was Se / Ga (BEP) ~ 22, which corresponds to stoichiometry on the growth surface under these conditions of MPE. The degree of linear polarization of light was ~ 50: 1 (0.96). A strong polarization dependence was confirmed in an experiment with quasi-resonant excitation (hv exc = 2.33 eV), which fell along the normal to the plane of the substrate. The emitted light was recorded in the opposite direction. The linearly polarized PL spectra of the array of GaSe nanoplates in the region of the fundamental absorption edge are shown in FIG. 4. The spectral position (1.99 eV) of the radiation zone in FIG. 4 corresponds to the position of the direct exciton emission band at T = 300 K. The observed radiation of the free exciton is polarized mainly along E || with. When excited by linearly polarized light, a 90 ° rotation of the array of nanoplates around the OO 'axis led to the excitation and registration of the weak PL of the nanocrystal in the pure polarization E ⊥ s from the same point in the sample. From FIG. 4 it follows that the ratio of the integrated PL intensities in two different polarizations is ~ 50: 1.

Claims (6)

1. Устройство для получения поляризованного света, включающее источник неполяризованного света, оптически соединенный с внешним поляризующим элементом, и внешний поляризующий элемент, отличающееся тем, что внешний поляризующий элемент выполнен в виде подложки из GaAs с ориентацией (001), на которой сформирован слой из нанопластинок двумерного кристалла GaSe, ориентированных вдоль выделенных направлений <111> подложки GaAs.1. A device for producing polarized light, including a source of non-polarized light, optically connected to an external polarizing element, and an external polarizing element, characterized in that the external polarizing element is made in the form of a GaAs substrate with (001) orientation on which a layer of nanoplates is formed two-dimensional GaSe crystal oriented along the selected directions <111> of the GaAs substrate. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник неполяризованного света выполнен импульсным.2. The device according to p. 1, characterized in that the unpolarized light source is pulsed. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник неполяризованного света выполнен постоянным.3. The device according to claim 1, characterized in that the source of unpolarized light is made constant. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник неполяризованного света выполнен в виде светоизлучающего диода.4. The device according to claim 1, characterized in that the source of unpolarized light is made in the form of a light emitting diode. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что светоизлучающий диод выполнен на основе соединений III-N с длиной волны излучения в диапазоне 380-550 нм.5. The device according to p. 4, characterized in that the light emitting diode is made on the basis of III-N compounds with a radiation wavelength in the range of 380-550 nm. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что слой из нанопластинок двумерного кристалла GaSe, ориентированных вдоль выделенных направлений <111> подложки GaAs, выполнен толщиной 150-250 нм.6. The device according to claim 1, characterized in that the layer of nanoplates of a two-dimensional GaSe crystal oriented along the selected directions <111> of the GaAs substrate is made of a thickness of 150-250 nm.
RU2019139646A 2019-12-05 2019-12-05 Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas RU2721717C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139646A RU2721717C1 (en) 2019-12-05 2019-12-05 Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139646A RU2721717C1 (en) 2019-12-05 2019-12-05 Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721717C1 true RU2721717C1 (en) 2020-05-21

Family

ID=70803381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139646A RU2721717C1 (en) 2019-12-05 2019-12-05 Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721717C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7037599B2 (en) * 2003-02-28 2006-05-02 Eastman Kodak Company Organic light emitting diodes for production of polarized light
US7872706B2 (en) * 2007-07-10 2011-01-18 Hannstar Display Corp. Polarized light-emitting device
RU2413255C2 (en) * 2005-06-01 2011-02-27 Уостек, Инк. Polariser based on array of nanoconductors
RU2479071C2 (en) * 2007-10-25 2013-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Device for emitting polarised light
RU2703487C1 (en) * 2018-12-17 2019-10-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Apparatus and method of modulating polarization of light using magnetophoton meta-surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7037599B2 (en) * 2003-02-28 2006-05-02 Eastman Kodak Company Organic light emitting diodes for production of polarized light
RU2413255C2 (en) * 2005-06-01 2011-02-27 Уостек, Инк. Polariser based on array of nanoconductors
US7872706B2 (en) * 2007-07-10 2011-01-18 Hannstar Display Corp. Polarized light-emitting device
RU2479071C2 (en) * 2007-10-25 2013-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Device for emitting polarised light
RU2703487C1 (en) * 2018-12-17 2019-10-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Apparatus and method of modulating polarization of light using magnetophoton meta-surfaces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101928757B1 (en) Illumination device
TWI364117B (en)
JP5294223B2 (en) White light emitting device
Ooi et al. Light extraction efficiency analysis of flip-chip ultraviolet light-emitting diodes with patterned sapphire substrate
US20080265263A1 (en) Polarized Semiconductor Light Emitting Device
US9915400B2 (en) Multi-staged lighting device
US20190097099A1 (en) Light-emitting diode, backlight module, and liquid crystal display device
US9951912B2 (en) Tunable white light based on polarization sensitive light-emitting diodes
KR100799859B1 (en) White light emitting device
KR20150143648A (en) Semiconductor light-emitting device
Wu et al. Highly stable full-color display device with VLC application potential using semipolar μLEDs and all-inorganic encapsulated perovskite nanocrystal
TWI644455B (en) Semiconductor component
JP4815013B2 (en) Nitride-based semiconductor light-emitting element, lighting device, liquid crystal display device, and manufacturing method of lighting device
Craford From holonyak to today
JP6890556B2 (en) Wavelength conversion light emitting device
RU2721717C1 (en) Device for producing polarized light based on oriented array of nanoplates gase/gaas
US20140061667A1 (en) Semiconductor chip, display comprising a plurality of semiconductor chips and methods for the production thereof
Hirano et al. Development of AlGaN-based deep-ultraviolet (DUV) LEDs focusing on the fluorine resin encapsulation and the prospect of the practical applications
WO2023013374A1 (en) Ultraviolet light emitting diode and electric device provided with same
Kim et al. Optimal design of a quantum dot color conversion film in LCD backlighting
Wang et al. Design of photonic crystals for light‐emitting diodes
Shatalov et al. High-efficiency UV LEDs on sapphire
JP5341446B2 (en) Semiconductor light emitting device
CN219873570U (en) Semiconductor light emitting device
Lee et al. Utilizing two-dimensional photonic crystals in different arrangement to investigate the correlation between the air duty cycle and the light extraction enhancement of InGaN-based light-emitting diodes