Когда мы думаем о лазерах, мы можем вспомнить сцены из научно-фантастических фильмов. На самом деле лазеры служат многим целям, например, для определения дальности, сканеров штрих-кода и оптической связи. В 1962 году первый лазер, сделанный из мышьяка галлия (GaAs), вызвал интерес к лазерам, которые могли раздвинуть границы современных полупроводниковых процессов.
Теперь исследователи материаловедения из Университета Арканзаса (UARK) использовали германий (Ge) и олово (Sn) для создания первого лазера с электронным инжектированием, который может повысить скорость микрообработки и повысить эффективность. При испытаниях лазер на GeSn работал в импульсном режиме при температуре до 100 кельвинов, или 279 градусов ниже нуля по Фаренгейту.
Производители могут использовать различные структуры полупроводников в зависимости от длины волны генерации, порога, рабочей температуры, потребляемой мощности и размера конечных устройств. Для полупроводников используются два типа лазеров: лазерные устройства с оптической накачкой и с электронной инжекцией. Для лазеров с оптической накачкой оптическое поле может быть хорошо ограничено, поскольку над закрывающим слоем структуры нет ничего, кроме воздуха.
Однако для лазерных устройств с электронной инжекцией, у которых есть металлический контакт над верхним слоем, толщина верхнего слоя материала должна быть тщательно оптимизирована, чтобы минимизировать оптические потери через тонкую металлическую пленку.
Кремний, германий и их сплавы были ключевыми материалами для развития электронной промышленности, что позволило разработчикам улучшить процессы производства полупроводников. Сплавы GeSn группы IV (Si) на основе Si предлагают регулируемую ширину запрещенной зоны от непрямой до прямой, что делает их полезными кандидатами для фотоники на кристалле и наноэлектроники.
Исследователи материаловедения из Университета Арканзаса (UARK) под руководством профессора электротехники Шуй-Цин «Фишер» Ю продемонстрировали первый лазер с электрическим инжектированием, сделанный из германия-олова. По мнению исследователей, используемый в качестве полупроводникового материала для схем на электронных устройствах, диодный лазер может улучшить скорость и эффективность микропроцессора при гораздо меньших затратах.
Профессор Ю выразил свое восхищение открытием своей команды: «Наши результаты являются большим достижением для лазеров на основе IV группы. Они могут стать многообещающим путем интеграции лазера на кремнии и важным шагом на пути к значительному совершенствованию схем для электронных устройств».
Использование этого материала может привести к разработке недорогих, легких, компактных и маломощных электронных компонентов, использующих свет для передачи и восприятия информации.
© digitrode.ru