Hace décadas, la ley de Moore predijo que el número de transistores en un circuito integrado denso se duplica aproximadamente cada dos años. Esta predicción demostró ser correcta en las últimas décadas, y la búsqueda de dispositivos semiconductores cada vez más pequeños y más eficientes tienesido una fuerza impulsora en los avances en la tecnología.
Con una necesidad constante y creciente de miniaturización e integración a gran escala de componentes fotónicos en la plataforma de silicio para la comunicación de datos y aplicaciones emergentes en mente, un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong y la Universidad de California, SantaBarbara, demostró con éxito en un estudio reciente micro-láseres bombeados eléctricamente récord, cultivados epitaxialmente en sustratos de silicio estándar 001 de la industria. Se logró un umbral submiliamperial de 0.6 mA, emitiendo en el infrarrojo cercano 1.3 μm para un micro-Láser con un radio de 5 μm. Los umbrales y las huellas son órdenes de magnitud más pequeños que los láseres previamente reportados cultivados epitaxialmente en Si.
Sus hallazgos fueron publicados en la revista óptica el 4 de agosto de 2017.
"Demostramos los láseres QD de inyección de corriente más pequeños cultivados directamente en silicio estándar de la industria 001 con bajo consumo de energía y estabilidad a altas temperaturas", dijo Kei May Lau, profesor de ingeniería de Fang y profesor titular del Departamento de Electrónica y Computación.Ingeniería en HKUST.
"La realización de láseres de alto rendimiento del tamaño de micras que crecen directamente en Si representa un paso importante hacia la utilización de la epitaxia directa III-V / Si como una opción alternativa a las técnicas de unión de obleas como fuentes de luz de silicio en chip con integración densay bajo consumo de energía ".
Los dos grupos han estado colaborando y previamente han desarrollado micro-láseres de bombeo óptico de onda continua CW que funcionan a temperatura ambiente y que se cultivaron epitaxialmente sobre silicio sin capa de buffer de germanio o mal corte del sustrato. Esta vez, demostraron un registro récord.pequeños láseres QD bombeados eléctricamente cultivados epitaxialmente en silicio ". La inyección eléctrica de micro-láseres es una tarea mucho más desafiante y desalentadora: primero, la metalización del electrodo está limitada por la cavidad de tamaño micro, que puede aumentar la resistencia del dispositivo y la impedancia térmica; segundoel modo de galería susurrante WGM es sensible a cualquier imperfección del proceso, lo que puede aumentar la pérdida óptica ", dijo Yating Wan, graduado de doctorado en HKUST y ahora becario postdoctoral en el Grupo de Investigación de Optoelectrónica de UCSB.
"Como una plataforma de integración prometedora, la fotónica de silicio necesita fuentes láser en chip que mejoren drásticamente la capacidad, al tiempo que reducen el tamaño y la disipación de potencia de una manera rentable para la capacidad de fabricación de volumen. La realización de láseres de alto rendimiento de tamaño micrón creció directamenteon Si representa un paso importante hacia la utilización de la epitaxia directa III-V / Si como una opción alternativa a las técnicas de unión de obleas ", dijo John Bowers, Director Ejecutivo Adjunto de AIM Photonics.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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