Изменение размера подвешенного микродиска из нитрида галлия (GaN) изменяет резонансный оптический путь режима галереи шепота (Whispering gallery mode, WGM) и через модуляцию напряжения влияет на эффективную ширину запрещённой зоны, что, в свою очередь, влияет на спектральный отклик. В данной работе исследуются подвешенные GaN микродиски с диаметрами 5 μм, 10 μм и 15 μм, сочетая тесты фотолюминесценции при комнатной температуре, анализ лазерных мод, моделирование пространственного распределения светового поля и конечно-элементный анализ напряжений для изучения влияния изменения размера микродиска на эволюцию мод WGM и спектральное смещение, связанное с напряжением. Результаты показывают, что с увеличением диаметра микродиска количество спектральных мод увеличивается, интервал между модами уменьшается, а ширина на полувысоте линии уменьшается. Экспериментальные данные соответствуют теоретически рассчитанным позициям мод WGM. Моделирование показывает, что световое поле в основном локализовано на краю микродиска с периодическим распределением. Результаты конечно-элементного анализа и нормализованных спектров показывают, что при увеличении диаметра микродиска увеличиваются деформация подвесной структуры и уровень напряжений, а центральная длина волны основного излучающего пика смещается в красную сторону, что указывает на связь между изменениями напряжения, связанными с размером, и смещением пиков излучения. Результаты исследования могут служить справкой для идентификации спектральных пиков, проектирования размеров и калибровки спектров в оптических сенсорах на основе подвешенных микродисков GaN.

Подвешенные микродиски GaN; микро-резонаторы галереи шепота; фото-люминесценция; режимы WGM; реакция на напряжения