硅光，最后一块拼图？

（原标题：硅光，最后一块拼图？）

如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~

来源：内容来自scitechdaily，谢谢。

国际研究团队推出首款旨在与硅无缝集成的电泵浦连续波半导体激光器。

来自德国于利希研究中心 (FZJ)、斯图加特大学、莱布尼茨高性能微电子研究所 (IHP) 及其法国合作伙伴 CEA-Leti 的科学家成功开发出第一台完全由 IV 族元素（在元素周期表中通常称为“硅族”）制成的电泵浦连续波半导体激光器。

这种创新的激光器由堆叠的超薄硅锗锡层和锗锡层构成。值得注意的是，这是第一款直接在硅晶片上生长的同类激光器，为片上集成光子学的发展铺平了道路。该研究成果已发表在著名期刊《自然通讯》上。

对节能光子学的需求不断增长

人工智能(AI) 和物联网 (IoT)的快速发展推动了对功能越来越强大、节能硬件的需求。光学数据传输能够传输大量数据，同时最大限度地减少能量损失，已成为一米以上距离的首选方法，即使在较短的距离中也具有优势。

这一发展指向未来采用低成本光子集成电路 (PIC) 的微芯片，可显著节省成本并提高性能。

近年来，在硅芯片上单片集成光学有源元件方面取得了重大进展。高性能调制器、光电探测器和波导等关键元件已经开发出来。然而，长期以来的挑战是缺乏仅使用 IV 族半导体的高效电泵浦光源。

到目前为止，此类光源传统上依赖于 III-V 材料，这些材料很难与硅集成，因此成本高昂。这种新型激光器解决了这一问题，使其与用于芯片制造的传统 CMOS 技术兼容，并适合无缝集成到现有的硅制造工艺中。因此，它可以被视为硅光子学工具箱中“最后一块缺失的拼图”。

新型激光器的关键创新

研究人员首次展示了硅基电泵浦 IV 族激光器的连续波操作。与之前依赖高能光泵浦的锗锡激光器不同，这种新型激光器在 2 伏 (V) 电压下仅以 5 毫安 (mA) 的低电流注入运行，与发光二极管的能耗相当。

该激光器采用先进的多量子阱结构和环形几何结构，最大限度地降低了功耗和热量产生，能够在高达 90 开尔文 (K) 或零下 183.15 摄氏度 (°C) 的温度下稳定运行。

它是在标准硅晶片（如用于硅晶体管的晶片）上生长的，代表了第一个真正“可用”的 IV 族激光器，尽管需要进一步优化以进一步降低激光阈值并实现室温操作。然而，早期光泵锗锡激光器的成功表明了一条清晰的前进道路，这些激光器在短短几年内就从低温发展到室温操作。

光泵浦激光器需要外部光源来产生激光，而电泵浦激光器则在电流通过二极管时产生光。电泵浦激光器通常更节能，因为它们直接将电能转换为激光。

该研究小组由来自于利希研究中心 PGI-9 的 Buca 博士领导，多年来一直在开发锡基 IV 族合金，并与 IHP、斯图加特大学、CEA-Leti、C2N-Université Paris-Sud 和米兰理工大学等合作伙伴合作。他们已经展示了其在光子学、电子学、热电学和自旋电子学领域的应用潜力。凭借这一新成就，硅光子学为下一代微芯片提供一体化解决方案的愿景现已触手可及。

如有硅光流片需求，

欢迎扫码，将有专人对接。

https://scitechdaily.com/silicon-photonics-breakthrough-the-last-missing-piece-now-a-reality/

半导体精品公众号推荐

专注半导体领域更多原创内容

关注全球半导体产业动向与趋势

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4011期内容，欢迎关注。

『半导体第一垂直媒体』

实时 专业 原创 深度

公众号ID：icbank

喜欢我们的内容就点“在看”分享给小伙伴哦