Новый лазер открывает путь к дешевой фотонике

Одним из перспективных путей снижения стоимости устройств фотоники — преобразующих свет в электричество и наоборот — является обеспечение их совместимости с существующими технологиями кремниевой микроэлектроники. С этой целью, в частности, неоднократно предпринимались попытки выращивания на кремниевой основе лазеров, работающих на квантовых точках. Однако до последнего времени по эффективности функционирования такие устройства сильно уступали своим аналогам, выращенным на их естественных подложках — том же материале, из какого состоят сами квантовые точки.

Группа физиков из Калифорнийского университета в Санта-Барбара (UCSB) сообщила об успешной демонстрации нового высокоэффективного лазера на квантовых точках арсенида индия, выращенных непосредственно на кремнии с применением метода молекулярной эпитаксии (molecular beam epitaxy, MBE). При этом процессе кристаллы выращиваются послойно, один над другим, причем ориентация верхнего определяется нижним.

«Главное преимущество эпитаксиального выращивания в том, что оно позволяет использовать сложившуюся экономику крупномасштабного кремниевого производства и добиваться снижения себестоимости», — комментирует Алан Лью (Alan Y. Liu), аспирант UCSB.

По его словам, MBE является лучшим методом создания высококачественных квантовых точек для лазеров, с помощью которого все устройство целиком может быть получено за один проход (это сводит к минимуму вероятность попадания в материал загрязняющих примесей). «Мы можем выращивать эти лазеры на более крупных и дешевых кремниевых подложках. А благодаря малому размеру они потребляют меньше энергии, чем традиционно используемые для коммуникаций лазеры на квантоворазмерной структуре (quantum well lasers), и дают больше света».

Участники проекта расскажут о достигнутых результатах на конференции и выставке OFC, которая откроется 9 марта в Сан-Франциско (штат Калифорния).

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365