III-V族半导体与硅的有用耦合打破硅基光子半导体功用约束
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III-V族半导体与硅的有用耦合打破硅基光子半导体功用约束

2025-01-17 行业资讯

  来自香港科技大学的薛莹研讨助理教授等,规划出一种名为横向纵横比捕获的办法,其作为一种挑选性直接外延成长的技术,可以在不需求厚缓冲层的条件下,在绝缘的硅衬底上,横向挑选性地成长 III-V 族资料。

  近几十年以来,伴随着大数据、传感器、云运用等多种新式技术的加快速度进行开展,数据流量也呈现出指数级添加的态势。

  运用电子电路的传统集成电路,经过摩尔定律推进电子器材的体积缩小、功用添加,然后推进数据流量的进一步添加。

  依据摩尔定律,电子器材上可以包容的晶体管数量,大约每两年添加一倍。而数据流量的不断激增,给电子器材的带宽、速度、本钱和功耗等诸多方面都带来了较大的应战。

  换言之,传统电子设备的开展行将抵达极限。此刻,运用光子或光粒子将光与电子进行结合的光子集成电路,尤其是硅基光电子器材,因可以树立高速、低本钱的衔接,并完结对很多数据的一次性处理,在数据通信范畴具有十分显着优势。

  那么,要想在完结自动功用的一起增强器材的功用,就必须在硅基底上集成 III-V 族半导体化合物,也便是元素周期表中 III 族和 V 族的资料。

  近期,来自香港科技大学的薛莹研讨助理教授和该校刘纪美(Kei-May Lau)教授,带领团队规划出一种名为横向纵横比捕获(lateral aspect ratio trapping,LART)的办法。

  据介绍,其作为一种挑选性直接外延成长的技术,可以在不需求厚缓冲层的条件下,在绝缘的硅衬底(silicon-on-insulator,SOI)上,横向挑选性地成长 III-V 族资料。

  根据该技术,研讨人员在 SOI 晶圆上制作了 III-V 分布式反应激光器,能与硅层呈共平面装备,完结 III-V 族激光器与硅波导之间的高效耦合。

  这些数据成果也充沛标明,单片成长激光器在晶圆级硅光子集成电路方面迈出了重要一步,或将推进集成硅基光电子学范畴的开展。

  Laser & Photonics Reviews上宣布,并被选为期刊封面。薛莹是榜首作者,刘纪美担任通讯作者。

  “咱们的办法处理了 III-V 族器材与硅的不匹配问题,完结了 III-V 族器材的优异功用,并使 III-V 族器材与硅的耦合变得更高效。”薛莹对媒体表明。

  不过,需求阐明的是,尽管该技术有望在传感和激光雷达、生物医学、人工智能、神经和量子网络等研讨范畴取得运用,但要想将它更好地运用于实在的日子,还必须战胜一些要害的科学应战。

  因而,根据现在的研讨,该课题组计划从高输出功率、长寿命、低阈值、高温下作业等维度下手,逐步增强与硅波导集成的 III-V 族激光器的才能。

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