這項創(chuàng)新研究由科大教授劉紀美發(fā)現(xiàn),以及加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校、桑迪亞國家實驗室與哈佛大學的研究團隊合作完成,是半導(dǎo)體工業(yè)界的一項重要突破。
據(jù)介紹,硅襯底是太陽能電池及集成電路等現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基石,但由于硅晶格與激光材料并不相配,兩者一直以來無法完美結(jié)合。直至劉紀美的團隊成功于硅上“長出”了亞波長腔激光器,才實現(xiàn)根本性突破。
一直以來,光子是用于遠距離高通量數(shù)據(jù)傳輸中最經(jīng)濟兼最具能源效益的方案。隨著這項硅襯底新型激光器出現(xiàn),光子也有望應(yīng)用于短距離的數(shù)據(jù)通訊上,將可大大提升數(shù)據(jù)傳輸速度。
為制作這種回音走廊模式的激光器,劉紀美在硅面刻印出納米圖案,將硅晶格異質(zhì)生長的天性缺陷,鎖定于有規(guī)律的縱橫格模式當中,再利用量子點激光器的受激輻射處于單個量子點之中這一特殊性能,進一步降低有源材料區(qū)對生長缺陷的敏感度。隨后,團隊利用激光泵,提升電子的能量級別,實現(xiàn)激光器激射。
此款微型激光器的直徑只有一微米,較傳統(tǒng)的激光器長度縮短了1000倍,面積則減少約100萬倍。
劉紀美表示,這種回音走廊模式的激光器可廣泛應(yīng)用于芯片上的光通訊、數(shù)據(jù)處理及化學傳感等領(lǐng)域。將激光器直接集成在微型處理器上,對提高微型處理器的性能及降低耗能至為重要,這不但有利于推進硅基光電技術(shù)的發(fā)展,也是新一代綠色信息技術(shù)和計算的理想解決方案。
科大表示,上述發(fā)現(xiàn)近日于《應(yīng)用物理學快報》發(fā)表,并成為封面文章。
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