日本推出硅基砷化镓量子点激光器 可实现1.3微米激射波长

日本推出硅基砷化镓量子点激光器可实现1.3微米

激射波长

 日本东京大学宣称首次在电泵浦硅基砷化铟/砷化镓量子点激光器中，实现1.3微米激射波长。用分子束外延技术在硅（001）轴上直接生长砷化镓。在采用分子束外延技术生长量子点层之前，通常采用金属有机化学气相沉积法沿硅（001）轴生长。实现分子束外延引晶技术的替代技术涉及切割衬底，避免贯穿位错、反相边界和裂等晶体缺陷的产生。不幸的是，离轴硅与主流基于CMOS电子器件不兼容。金属有机化学气相沉积无法有效过滤位错，或者生长有效发光的量子点。

 该团队认为1.3微米激光器的发展有助于推动硅光子学解决低带宽密度和高功耗等金属布线问题，以用于下一代计算。研究人员将n型衬底用于固体源分子束外延。首先将生长室温度加热至950℃，并进行5分钟衬底退火。通过生长3个300纳米厚砷化镓层和在砷化镓层上生长的铟镓砷/砷化镓应变超晶格，抑制贯穿位错到达量子点层。量子点层的贯穿位错密度为

5×107/厘米2。研究团队指出，在薄膜沉积过程中进行热循环退火，有助于进一步降低位错密度。通过将生长温度控制在500℃，并以每小时1.1微米的速度高速生长40纳米厚铝镓砷引晶层，使反相边界在沉积的砷化镓缓冲层中的400纳米范围内消失，从而避免反相边界的产生。量子点横向测量约30纳米，密度为5×1010/cm2。该结构的光致发光强度是在GaAs衬底上生长的结