떠있는 갈륨 나이트라이드(GaN) 마이크로 디스크의 크기 변화는 속삭임 갤러리 모드(Whispering gallery mode, WGM)의 공명 광 경로를 변경하며, 응력 조절을 통해 효과적인 금지대 폭에 영향을 미쳐 스펙트럼 응답에 영향을 줍니다. 본 논문에서는 직경 5μm, 10μm, 15μm의 떠있는 GaN WGM 마이크로 디스크 공동을 대상으로 실온 광펌프 발광 시험, 레이저 모드 귀속 분석, 공간 광장 분포 시뮬레이션, 유한 요소 응력 분석을 결합하여 마이크로 디스크 크기 변화가 WGM 모드 진화 및 응력 관련 스펙트럼 이동에 미치는 영향을 연구하였습니다. 결과는 마이크로 디스크 직경이 증가함에 따라 스펙트럼 모드 수가 증가하고 모드 간격이 감소하며, 스펙트럼선 반치폭이 감소함을 보여줍니다. 실험 관측 결과는 이론 계산으로 도출된 WGM 모드 위치와 일치합니다. 시뮬레이션 결과는 광장은 주로 마이크로 디스크 가장자리에 주기적으로 분포함을 나타냅니다. 유한 요소 분석과 정규화된 스펙트럼 결과는 직경이 커질수록 떠있는 구조 변형 및 응력 수준이 증가하고, 주 발광 피크 중심 파장이 전체적으로 적색 이동함을 보여주어 크기 관련 응력 변화와 발광 피크 위치 이동 간의 상관관계가 있음을 나타냅니다. 본 연구 결과는 떠있는 GaN 마이크로 디스크의 광학 센서 응용에서 스펙트럼 피크 식별, 크기 설계 및 스펙트럼 보정에 참고가 될 수 있습니다.

떠있는 GaN 마이크로 디스크; 속삭임 갤러리 마이크로 공동; 광펌프 발광; WGM 모드; 응력 반응