Создан первый в мире лазер, полностью изготовленный из кремния

Лазерный свет

Интегрированная кремниевая фотоника заключает в себе микроэлектронные, оптоэлектронные узлы и компоненты, и такая комбинация может обеспечить прорывы во множестве областей, включая коммуникации, освещение, технологии отображения информации и т.п. Но для того, чтобы обеспечить полную интеграцию кремниевой фотоники в структуру полупроводниковых чипов требуются лазеры, изготовленные полностью из совместимых материалов, из кремния, в идеале. Однако, оптические свойства кремния на порядок или два хуже свойств полупроводников III-V группы, поэтому до последнего времени исследователям приходилось идти на компромиссы и создавать лазеры из полупроводниковых материалов, имеющих слабый уровень совместимости с существующими производственными технологиями.

Не так давно, группа исследователей из Фуданьского университета, Китай, создала первый в мире полностью кремниевый лазер, использовав для этого кремниевые нанокристаллы, обладающие из-за своих малых размеров высокими оптическими свойствами. Из этих нанокристаллов при помощи специального метода выращивания, бала изготовлена высокоплотная кремниевая пленка, благодаря которой была получена эффективность нового лазера, сопоставимая с эффективностью подобных лазеров из арсенида галлия (GaAs) или фосфида индия (InP).

Поверхность кремниевого основания будущего лазера была пассивирована при низкой температуре и при высоком давлении, и на ней была создана резонансная впадина, форма которой обеспечивала оптическую распределенную обратную связь. Эта обратная связь отлично сработала при определенном уровне накачки лазера, по достижению которого ширина спектрального пика, области спектра, на которую приходится максимальное количество излучаемого света, сузилась со 120 до 7 нанометров.

Процесс изготовления кремниевых лазеров продемонстрировал на удивление достаточно высокую воспроизводимость и повторяемость параметров лазеров. Пик спектра излучения всех четырех изготовленных опытных образцов лежал в пределах от 760 до 770 нанометров. Причиной этих незначительных различий стали различия в значениях коэффициента преломления кремниевого материала, буквально спрессованного из кремниевых нанокристаллов.

Отметим, что новый кремниевый лазер сейчас использует оптическую накачку, т.е. для его работы требуется свет из внешнего источника. Тем не менее, создание этого лазера является лишь первым шагом на пути к созданию полностью кремниевого лазера с электрической накачкой.

Ключевые слова:
Кремниевая, Фотоника, Чип, Лазер, Нанокристалл, Эффективность, Полупроводник, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Антиматерия, находящаяся в свободном падении, позволит ученым изучить ее взаимодействие с силами гравитации
На страницах нашего сайта мы неоднократно рассказывали об одной из фундаментальных космологических загадок современной науки, согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось ...
Новый электрооптический лазер вырабатывает импульсы, в 100 раз более быстрые, чем вырабатывают другие высокоскоростные системы
Ученые-физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST), используя достаточно обычную и традиционную электронику, создали лазер, способный вырабатывать импульсы света, в сто раз ...
Генетический код, полностью сгенерированный компьютером, может стать основой новых форм синтетической жизни
Группа ученых из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich) создала первый в своем роде генетический код живого ...
Ученым впервые удалось запечатлеть явление квантовой запутанности
Ученым-физикам из университета Глазго в Шотландии удалось получить первый в истории снимок, на котором запечатлено явление квантовой запутанности, явление, которое было охарактеризовано Альбертом Эйнштейном, ...
Крошечные пылинки, «танцующие» в воздухе, позволяют создавать высококачественные трехмерные изображения
Одной из технологий, пришедших к нам с экранов научно-фантастических фильмов серии "Звездные войны", которую ученые всеми силами пытаются воплотить в реальности, является голографический дисплей, ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика