UCSB开发出高性能硅材料上的量子点激光器

3/4/2014, OFC新闻组今天介绍另一项今年大会的重大突破性技术成就。来自加州大学Santa Barbara分校UCSB的华裔学生Alan Y. Liu和同事，包括John E. Bowers教授和Arthur C. Gossard教授，发展了一种新的量子点激光器，并称这项技术让光子器件的成本可以比拟微电子器件。
Liu和他的同事们的做法是直接在硅衬底上用分子束外延技术生长量子点激光器。他们的贡献在于不仅能够在硅衬底上生长量子点激光器，而且让这种量子点激光器的性能可以比拟传统的量子点激光器的性能。这将是向着未来低成本大容量光子集成的重要一步。
量子点激光器是半导体激光器领域的最前沿技术。在量子点之前是所谓量子阱激光器。量子阱激光器是由一系列纳米层级的发光材料夹在其他折射率材料直接，一边用来限制注入电流，一边用来输出光。对于量子点来说，高密度的更小的几个纳米高，数十纳米大小的点机构替代了量子阱中的纳米层材料。这种量子点的大小可以用一个例子来估计，一分硬币的大小可以容纳500亿个量子点。量子阱结构还有一个问题是，由于量子阱是两维连续，一个地方的问题可以影响到整个一层材料。相比来说，量子点之间互相不影响，因此对于有源层生长过程中的晶体缺欠更加容忍。用Liu的话说，“正是因为这样，我们可以在更大更便宜的硅材料上生长激光器。量子点激光器的小巧还决定了它的功耗远比以往的量子阱激光器低，从而成本也更低。”
谈到他们所采用的分子束外延工艺，Liu还指出，这种技术的优点在于可以充分利用硅器件的成熟工艺，从而有助于降低成本。分子束外延是开发高品质量子点激光器的最好技术，整个激光器可以一步完成，最小化了遭到污染的风险。
Liu将在3月12日下午5点在121房间介绍这一成就，题目是“硅上外延生长的高性能1.3微米InAs量子点激光器”。最新一期应用物理快报也发表了这一成果。