來自加州大學(xué)Santa Barbara分校UCSB的華裔學(xué)生Alan Y. Liu和同事，包括John E. Bowers教授和Arthur C. Gossard教授，發(fā)展了一種新的量子點(diǎn)激光器，并稱這項(xiàng)技術(shù)讓光子器件的成本可以比擬微電子器件。

    Liu和他的同事們的做法是直接在硅襯底上用分子束外延技術(shù)生長量子點(diǎn)激光器。他們的貢獻(xiàn)在于不僅能夠在硅襯底上生長量子點(diǎn)激光器，而且讓這種量子點(diǎn)激光器的性能可以比擬傳統(tǒng)的量子點(diǎn)激光器的性能。這將是向著未來低成本大容量光子集成的重要一步。

    量子點(diǎn)激光器是半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的最前沿技術(shù)。在量子點(diǎn)之前是所謂量子阱激光器。量子阱激光器是由一系列納米層級的發(fā)光材料夾在其他折射率材料直接，一邊用來限制注入電流，一邊用來輸出光。對于量子點(diǎn)來說，高密度的更小的幾個納米高，數(shù)十納米大小的點(diǎn)機(jī)構(gòu)替代了量子阱中的納米層材料。這種量子點(diǎn)的大小可以用一個例子來估計(jì)，一分硬幣的大小可以容納500億個量子點(diǎn)。

    量子阱結(jié)構(gòu)還有一個問題是，由于量子阱是兩維連續(xù)，一個地方的問題可以影響到整個一層材料。相比來說，量子點(diǎn)之間互相不影響，因此對于有源層生長過程中的晶體缺欠更加容忍。用Liu的話說，“正是因?yàn)檫@樣，我們可以在更大更便宜的硅材料上生長激光器。量子點(diǎn)激光器的小巧還決定了它的功耗遠(yuǎn)比以往的量子阱激光器低，從而成本也更低。”

    談到他們所采用的分子束外延工藝，Liu還指出，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以充分利用硅器件的成熟工藝，從而有助于降低成本。分子束外延是開發(fā)高品質(zhì)量子點(diǎn)激光器的最好技術(shù)，整個激光器可以一步完成，最小化了遭到污染的風(fēng)險(xiǎn)。

    Liu將在3月12日下午5點(diǎn)在121房間介紹這一成就，題目是“硅上外延生長的高性能1.3微米InAs量子點(diǎn)激光器”。最新一期應(yīng)用物理快報(bào)也發(fā)表了這一成果。

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