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第一批激光直接在硅片上生长

发布时间:2017-07-02 14:07:48来源:未知点击:

作者:Jeff Hecht随着纳米级激光器在硅片上的首次增长,集成激光器和电子器件这一难以实现的目标已经迈出了一大步微型激光器由化合物半导体制成,可以比硅本身更有效地发光将光学处理集成到电子芯片中对于高性能计算具有很大的希望电子技术非常擅长处理信息,因为电子彼此之间的相互作用很强然而,随着电子移动以传递信息,这些相互作用也会引起背景噪声并削弱信号,因此尖端芯片正在推动电子在电路板和芯片本身传输信号的极限相比之下,光子对彼此的影响很小,因此它们可以比电子更有效地传递信息这就是为什么光纤电缆已经取代了高性能计算机的主电路板以及运行数公里或更长的电缆的原因然而,在处理光时,计算机受到严重限制:尽管硅可以传输和检测光信号,但它不能有效地产生光需要化合物半导体如砷化镓和磷化铟来制造良好的激光器芯片制造商英特尔和加州大学圣巴巴拉分校成功地将磷化铟激光器紧密地粘合到硅上,使得磷化铟层中产生的光被转移到硅光导中然而,这种键合是昂贵的并且不能集成到标准芯片制造中,并且不可能在硅上“生长”由这些材料制成的激光器现在,加州大学伯克利分校的Connie Chang-Hasnain小组已经克服了阻止激光生长的硅和砷化镓化合物之间的晶体不匹配这让他们可以生长出氩镓砷的锥形六角形支柱,底座只有半微米到硅片上使用化学气相沉积以与产生LED相同的方式生长半导体当外部激光照射在它们的顶部时,这些纳米柱充当激光:激光在柱内部反弹,沿着从顶部到底部的螺旋路径,其中一些光泄漏出来在实际应用中,研究人员希望纳米激光器能够产生自己的光,而无需外部激光加州大学伯克利分校的主要作者罗杰·陈(Roger Chen)说,这次演示是整合光学和电子学的关键一步,但在我们达到目标之前仍有许多工作要做剩下的其他关键挑战包括将光从激光器传输到芯片中的光导,以及调制光期刊参考:Nature Photonics,DOI:10.1038 / nphoton.2010.315关于这些主题的更多信息: