盘问布景香港六合彩网站投注平台
硅光子学是基于硅材料进行光学信号处理和传输的时代，因其在通讯、狡计和传感等界限的庸俗诈欺远景而受到庸俗情切。与传统的光电材料比拟，硅光子学具有高集成度、低老本和与现存CMOS时代兼容等权贵优点，因此，硅光子学在数据通讯、传感器、东谈主工智能以及高效光互联等界限展现出雄壮的诈欺后劲。然而，硅光子学在齐全高效光源方面仍濒临挑战，非常是零落大限制、低老本、与CMOS集成的关联光源。现时，III–V半导体材料与硅的混书册成时代已赢得一定推崇，但要齐全低老本、高效、单片集成的光源仍然是这一时代发展的瓶颈。
着力简介
为了惩处这一问题，比利时IMEC的Charles Caer、Didit Yudistira、Bernardette Kunert及Joris Van Campenhout等东谈主相助在Nature期刊上发表了题为“GaAs nano-ridge laser diodes fully fabricated in a 300-mm CMOS pilot line”的最新论文。
该团队招揽了纳米脊工程（Nano-Ridge Engineering, NRE）时代，胜仗齐全了在设施300毫米硅（001）晶圆上全晶圆级外延孕育并制造了电运转的GaAs基激光二极管。通过这一新式集成要领，GaAs纳米脊波导被高质料地孕育在硅晶圆上，纳米脊中镶嵌了p–i–n二极管和InGaAs量子阱。
盘问东谈主员胜仗演示了室温下贯穿波激光的输出，波长约为1,020纳米，阈值电流低至5毫安，输出功率卓绝1毫瓦，激色泽宽达到46兆赫兹，何况激光器在高达55°C的温度下仍能牢固责任。与传统的混书册成要领比拟，NRE时代通过在硅晶圆上齐全选拔性区域孕育，大幅裁减了漏洞密度，从而权贵提高了激光二极管的性能和可靠性。
盘问亮点
1. 施行初次齐全招揽纳米脊工程（NRE）要领在300毫米硅晶圆上齐全了电运转的砷化镓（GaAs）激光二极管的单片集成。这种创新的集成要领通过在硅光子学平台上孕育GaAs纳米脊波导、镶嵌式p–i–n二极管和InGaAs量子阱，初次齐全了硅光子学与III–V材料的高质料长入。
2. 施行通过纳米脊工程（NRE）集成，胜仗在晶圆级上孕育了高质料的GaAs纳米脊波导，并镶嵌了p–i–n二极管结构和InGaAs量子阱。末端标明，卓绝300个器件在室温下齐全了1,020纳米波长的贯穿波激光输出，且阈值电流低至5毫安，输出功率卓绝1毫瓦，激色泽宽达到46兆赫兹，激光器大概在高达55°C的温度下牢固责任。
3. 施行通过高质料孕育III–V材料。盘问者在300毫米硅晶圆上胜仗齐全了III–V材料的选拔性外延孕育，幸免了传统外延时代中的漏洞累积问题。通过精准截至MOVPE工艺参数，盘问团队胜仗裁减了III–V层的漏洞密度，权贵提高了激光器的性能和可靠性。
图文解读
图1 片上GaAs NR激光器的晶圆级集成
图2 1的亚稳态超分子团员盘问图2、具有片上光电探伤器的GaAs NR激光测试单位，用于片级表征
图3 单面切割GaAs NR激光器的模级测量
图4 蚀刻面GaAs NR激光器的片上测量
图5 蚀刻面GaAs NR激光器的全晶圆圭臬测量
论断瞻望
本文的盘问着力，也便是纳米脊工程（NRE）要领有用惩处了III–V材料与硅基底之间的晶格匹配和热推广扫数各别问题，胜仗地在硅上孕育出高质料的GaAs纳米脊结构，权贵裁减了晶体漏洞，从而齐全了低阈值电流和高输出功率的GaAs基激光二极管。这一创新不仅为硅光子学中的集成光源提供了低老本、高效的惩处有策画，也为当年的大限制分娩提供了可行的时代旅途。
其次，本文强调了光学时势与金属构兵的别离、提高p构兵插头密度等假想立异的后劲，预示着在激光器性能提高和可靠性增强方面的进一步冲破。此外，盘问还建议了通过材料和结构优化齐全更宽责任波长范围的可能性，为当年在光互连、光学传感等界限的诈欺开垦了新的场地。总体而言，本盘问不仅为硅光子学的庸俗诈欺奠定了时代基础，也为高效、低老本的集成光源的建造提供了新的念念路，具有热切的理讲价值和诈欺远景。
文件信息
De Koninck, Y.香港六合彩网站投注平台, Caer, C., Yudistira, D. et al. GaAs nano-ridge laser diodes fully fabricated in a 300-mm CMOS pilot line. Nature 637, 63–69 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08364-2