近日，美國工程院院士、加州大學圣芭芭拉分校John Bowers教授帶領的光電研究團隊研發(fā)出可直接調制的硅上量子點微型激光器。
據悉，該激光器通過外延生長，集成在與CMOS工藝兼容的硅晶圓上。利用量子點特有的襯底缺陷影響、側壁非輻射復合影響被減小的優(yōu)異性能，并通過緩沖層的優(yōu)化以減少III－V族材料與硅晶圓界面的位錯密度，該課題組在存在著反向疇、晶格失配和熱膨脹系數不同等巨大差異的異質生長材料體系上實現了優(yōu)異的激光器性能：1．3 μm通訊波段的單模激射、同時兼具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。
利用量子點具備的側壁非輻射復合影響被減小的優(yōu)異性能，該研究基于將微環(huán)諧振腔與量子點相結合的新型激光器構架的設想，在硅上外延生長小型電抽運量子點激光器，并通過復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題、回音壁模式（WGM）在工藝過程中的缺陷引發(fā)的光學損耗問題。
美國集成光子制造創(chuàng)新中心副主任John Bowers教授表示，該項工作對在硅襯底上直接生長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，有望實現大規(guī)模制造的同時降低成本，縮小尺寸，減小功耗。
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