Schema des elektrisch gepumpten Quantenpunkt-Mikroringlasers. Kredit: Abteilung für Elektronik und Computertechnik, hkust

Vor einigen Jahrzehnten hat das Mooresche Gesetz vorausgesagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem dichten integrierten Schaltkreis ungefähr alle zwei Jahre verdoppelt. Diese Vorhersage hat sich in den letzten Jahrzehnten als richtig erwiesen, und die Suche nach immer kleineren und effizienteren Halbleiterbauelementen war eine treibende Kraft für Durchbrüche in der Technologie.

mit einem anhaltenden und zunehmenden bedarf an miniaturisierung und großflächiger integration von photonischen komponenten auf der siliziumplattform für die datenkommunikation und aufkommende anwendungen im bedenken hat eine gruppe von forschern der hongkong universität für wissenschaft und technologie und der universität von california, santa barbara, erfolgreich in einer aktuellen Studie erfolgreich Rekord-kleine elektrisch gepumpte Mikro-Laser epitaktisch auf Industrie-Standard (001) -Siliciumsubstraten gezüchtet. eine Submilliamp-Schwelle von 0,6 mA, die im nahen Infrarotbereich (1,3 \u0026 mgr; m) emittiert, wurde für einen Mikrolaser mit einem Radius von 5 \u0026 mgr; m erreicht. Die Schwellen und Fußabdrücke sind Größenordnungen kleiner als die zuvor berichteten Laser, die epitaktisch auf Si gewachsen sind.

Ihre Ergebnisse wurden im August in der renommierten Zeitschrift optica veröffentlicht

\"Wir demonstrierten die kleinsten Strominjektions-qd-Laser, die direkt auf Industriestandard- (001) -Silizium mit niedrigem Stromverbrauch und hoher Temperaturstabilität gezüchtet wurden\", sagte Kei mai lau, Reißzahnprofessor für Maschinenbau und Lehrstuhlprofessor der Abteilung für Elektronik & Computertechnik bei hkust.

\"Die Realisierung von Hochleistungs-Mikronen-Lasern, die direkt auf Si aufgewachsen sind, ist ein wichtiger Schritt zur Nutzung der direkten iii-v / si-Epitaxie als alternative Option zu Wafer-Bonding-Techniken als On-Chip-Siliziumlichtquellen mit geringer Integration Energieverbrauch.\"

Die beiden Gruppen haben zusammengearbeitet und bereits zuvor CW-Optiken entwickelt, die bei Raumtemperatur betrieben wurden und epitaktisch auf Silizium aufgewachsen wurden, ohne dass eine Germanium-Pufferschicht oder ein Substratfehlschnitt erforderlich war. dieses Mal zeigten sie kleine elektrische pumpte qd-Laser, die epitaktisch auf Silizium gewachsen waren. \"Die elektrische Injektion von Mikrolasern ist eine viel schwierigere und entmutigendere Aufgabe: Erstens ist die Elektrodenmetallisierung durch den Hohlraum in Mikrogröße begrenzt, was den Gerätewiderstand und die thermische Impedanz erhöhen kann; Zweitens ist der Whispering Gallery Mode (wgm) empfindlich auf jede Prozessunvollkommenheit, die den optischen Verlust erhöhen kann \", sagte Yating Wan, ein promovierter Doktor der Physik und heute Postdoc in der Optoelektronik-Forschungsgruppe von UCSB.

\"Als eine vielversprechende Integrationsplattform benötigt die Silizium-Photonik On-Chip-Laserquellen, die ihre Leistungsfähigkeit dramatisch verbessern und gleichzeitig die Größe und die Verlustleistung auf kosteneffiziente Weise für die Volumenherstellbarkeit reduzieren. Die Realisierung von Hochleistungs-Mikrometer-Lasern, die direkt auf Si aufgewachsen sind, stellt einen wichtigen Schritt in Richtung der Nutzung der direkten iii-v / si-Epitaxie als Alternative zu Wafer-Bond-Techniken dar \", sagte John Bowers, stellvertretender Chief Executive Officer von aim photonics .

Quelle: Phys

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