硅材料與發(fā)光半導(dǎo)體材料的結(jié)合有望開(kāi)發(fā)新的微米量級(jí)激光器
硅材料與發(fā)光半導(dǎo)體材料的結(jié)合有望幫助開(kāi)發(fā)新的微米量級(jí)的激光器,這一研究由A*STAR Data Storage 研究所的Doris Keh-Ting Ng以及其同事共同合作研究。 ![]() 硅材料徹底改變了電氣設(shè)備的制造形式。這種豐富的半導(dǎo)體很容易被加工成微小的組件,如晶體管等,而其中使用的方法是可擴(kuò)展到工業(yè)制造水平上的,從而使得成千上萬(wàn)的元器件可集成在一個(gè)單一的芯片上進(jìn)行生產(chǎn)。電子工程師想進(jìn)一步擴(kuò)大這些集成電路的功能,使它們能夠創(chuàng)建、處理和檢測(cè)光。 這些光電器件可以加快數(shù)字信息的處理速度,并可實(shí)現(xiàn)微米尺度的激光器,例如可用在條形碼掃描儀上。然而,問(wèn)題是,硅材料并不是一個(gè)有效的光發(fā)生器。 Ng的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制作了一種結(jié)合硅和可以發(fā)光的半導(dǎo)體材料的激光器,這種半導(dǎo)體材料是銦鎵砷化物(InGaAsP)!拔覀兊难芯拷Y(jié)果顯示,這可能實(shí)現(xiàn)硅基的一種高效、緊湊的有源光電子器件的實(shí)現(xiàn)方法,即用一個(gè)非常薄的III-V族的半導(dǎo)體硅層,”Ng說(shuō)。 在任何激光結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要的考慮因素是光的反饋,即在結(jié)構(gòu)內(nèi)捕獲光的能力,以進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)光的產(chǎn)生。在傳統(tǒng)的激光器中,這是通過(guò)放置在光產(chǎn)生區(qū)的任何一側(cè)的一面鏡子實(shí)現(xiàn)。相反,Ng和團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)圓柱形的幾何設(shè)備。這會(huì)把產(chǎn)生的一些光捕獲在設(shè)備的壁上,并迫使它在氣缸內(nèi)傳播。這被稱為回音廊模式,因?yàn)橥瑯拥男Ч麜?huì)發(fā)生在一個(gè)圓形的房間里,如圓頂大教堂中的聲波。 該團(tuán)隊(duì)一開(kāi)始使用一個(gè)硅襯底,他們沉積了一層薄薄的氧化硅。具有光學(xué)活性的InGaAsP的薄膜,只有210納米厚,是單獨(dú)制造的,然后粘上氧化硅。然后,該團(tuán)隊(duì)通過(guò)一些材料蝕刻,以創(chuàng)建氣缸,具有兩個(gè)或三微米的直徑。三微米器件發(fā)射的激光光的波長(zhǎng)為1519納米,這非常接近商業(yè)光通信系統(tǒng)中使用的波長(zhǎng)。 |