超高热稳定性InAs/GaAs量子点激光器在Si (001) 轴上生长,连续波工作温度达到150°C的最高记录

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 光学为集成电路提供了一个低成本,低功耗的平台.
• 上的III-V光源的直接表轴生长对于先进的光子集成电路至关重要.
• 在这些设备中实现出色的热性能仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 为了在1.3μm InAs/GaAs量子点 (QD) 激光器中证明超高的热稳定性,直接生长在上.
• 为了实现上的QD激光器连续波 (CW) 工作温度创纪录.
• 调查这些新型设备的热特性和性能极限.

主要方法:

• 在Si (001) 轴上的GaAs缓冲层上,优化了低线程位移密度 (TDD) 的三步分子束表 (MBE) 增长.
• 随后的增长是一个八层的InAs/GaAs QD激光结构与p型调制兴奋剂.
• 激光性能的表征,包括工作温度,特征温度 (T0,T1) 和和功率.

主要成果:

• 在直接生长在上的QD激光器中实现了创纪录的高CW工作温度150°C.
• 在广的温度范围内,证明了T0=∞和T1=∞的超高温度稳定性.
• 报告了高达160°C的脉冲工作温度和高温时高CW和功率 (85°C时50mW,125°C时19mW).

结论:

• 在上InAs/GaAs QD的直接表轴生长使得高性能,热稳定的激光器成为可能.
• 实现的操作温度和稳定性为低成本,高性能光子集成电路铺平了道路.
• 这项工作克服了将III-V光源与光子学集成的关键挑战.