近日，美國(guó)工程院院士、加州大學(xué)圣芭芭拉分校John Bowers教授帶領(lǐng)的光電研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出可直接調(diào)制的硅上量子點(diǎn)微型激光器。
據(jù)悉，該激光器通過(guò)外延生長(zhǎng)，集成在與CMOS工藝兼容的硅晶圓上。利用量子點(diǎn)特有的襯底缺陷影響、側(cè)壁非輻射復(fù)合影響被減小的優(yōu)異性能，并通過(guò)緩沖層的優(yōu)化以減少I(mǎi)II－V族材料與硅晶圓界面的位錯(cuò)密度，該課題組在存在著反向疇、晶格失配和熱膨脹系數(shù)不同等巨大差異的異質(zhì)生長(zhǎng)材料體系上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的激光器性能：1．3 μm通訊波段的單模激射、同時(shí)兼具103K特征溫度的高溫工作環(huán)境穩(wěn)定性及3mA的低閾值電流、6．5 GHz的3 dB帶寬。
利用量子點(diǎn)具備的側(cè)壁非輻射復(fù)合影響被減小的優(yōu)異性能，該研究基于將微環(huán)諧振腔與量子點(diǎn)相結(jié)合的新型激光器構(gòu)架的設(shè)想，在硅上外延生長(zhǎng)小型電抽運(yùn)量子點(diǎn)激光器，并通過(guò)復(fù)雜的工藝流程有效解決了電極金屬化受到微型尺寸腔限制的問(wèn)題、回音壁模式（WGM）在工藝過(guò)程中的缺陷引發(fā)的光學(xué)損耗問(wèn)題。
美國(guó)集成光子制造創(chuàng)新中心副主任John Bowers教授表示，該項(xiàng)工作對(duì)在硅襯底上直接生長(zhǎng)III－V元素的外延工藝向替代傳統(tǒng)的晶圓接合工藝的發(fā)展邁出了重要一步，有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造的同時(shí)降低成本，縮小尺寸，減小功耗。
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