研究人員改進硅上的半導體激光器

電氣工程研究人員提高了硅襯底上有前途的新型半導體激光器的工作溫度，使其更接近可能的商業(yè)應用。

在硅襯底上生長的由鍺錫制成的“光泵浦”激光器的開發(fā)可以以更低的成本實現(xiàn)計算機芯片，傳感器，照相機和其他電子設備的更快的微處理速度。

“在相對較短的時間內 - 大約兩年 - 我們已經(jīng)從110開爾文發(fā)展到創(chuàng)紀錄的270K的溫度，”電氣工程副教授水瑞“費希爾”說。“我們現(xiàn)在非常接近室溫操作，并迅速采用能夠顯著提高處理速度且耗電量更少的材料。”

Yu領導一個多機構研究團隊開發(fā)一種注入光的激光，類似于注入電流。改進的激光器覆蓋更寬的波長范圍，從2到3微米，并使用更低的激光閾值，同時能夠以270開爾文運行，大約是26華氏度。

“改進的基礎是一個簡單而精致的結構，”微電子 - 光子學項目的博士候選人，該論文的第一作者，Yu的研究小組的成員Yiyin Zhou說。“由于成熟的外延生長技術，我們可以獲得錫含量高達20%的優(yōu)質合金，這是目前成就的關鍵。”

鍺錫利用有效的光發(fā)射，這是計算機芯片的標準半導體硅無法做到的功能。Yu和其他材料研究人員專注于在硅襯底上生長鍺錫，以構建光電子學“超級芯片”，可以比當前芯片更快地傳輸數(shù)據(jù)。2016年，Yu及其同事報告了他們制造的第一代光泵浦激光器。

更寬的波長范圍意味著更多的傳輸數(shù)據(jù)容量，更低的激光閾值和更高的工作溫度有助于降低功耗，從而降低成本并有助于簡化設計。

容易集成到電子電路中，例如計算機芯片和傳感器中的電子電路，鍺錫作為半導體材料可以導致開發(fā)低成本，輕便，緊湊和低功耗的電子元件，這些元件使用光進行信息傳輸和傳感。