当前位置 >> 首页 >> 综合新闻 >>  新闻博览

新闻博览

错配位错提升了硅基量子点激光器的性能

稿件来源:今日半导体 责任编辑:ICAC 发布时间:2020-10-14

  美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校(UCSB)的研究人员采用了失配位错(MD)移离阱内量子点有源层,提高了硅基砷化铟量子点激光二极管(InAs QD LD)的性能。

  错配位错是在从540°C生长温度降温时形成的,而不是在生长过程中。砷化镓(GaAs)和硅的热膨胀差异约为3x10-6/K,该团队在错配位错和DWELL之间放置了一层薄而无滑行的层,以提高性能。然后,研究人员生产了激光结构,并制成了3μmx1.5mm的脊形波导激光二极管。由于顶层p-GaAs接触层足够厚,足以发生螺纹位错滑动,因此研究人员在用作活性层的五层DWELL上方和下方插入了80nm的陷阱层。

  两个捕集层中的铟含量相同,但底部捕集层中的镓被铝代替。使用断层扫描技术进行的更深入检查表明,存在陷阱层,也存在一些螺纹位错滑移,根据平面扫描透射电子显微镜(STEM),陷获层使大部分错配位错长度从量子点上移开。

  陷阱层的存在使光致发光几乎增加了两倍。在电偏压下,带有陷获层的阈值电流也降低了约两倍。捕获层的最低阈值为16mA,比最低基线值降低40%。在基线激光二极管上的中值斜率效率(+60%)和中值峰值单面输出功率(3.4x)中显示了其他改进。在具有陷获层的热翻转之前,中值输入功率为0.85W,而基线为0.46W。

  该团队认为,与通过将线错位密度从7x107/cm2降低到7x106/cm2所获得的性能相比,捕获层的性能提升具有可比性。由于器件厚度对于许多应用至关重要,因此,使用薄的失配陷获层获得的这些性能增益具有很大的优势。

附件:
相关新闻:
上海光机所在调制具有优异光学性能超稳定的钙钛矿量子点方面获进展
上海光机所量子点单模激光研究获进展
SOI上的InAs量子点激光二极管