Нанопроволочные лазеры - Nanowire lasers

Часть серии статей о
Наноэлектроника
Одномолекулярная электроника
Твердотельная наноэлектроника
Связанные подходы
  • Приложения Nuvola kalzium.svg Научный портал
  • Nuvola apps ksim.png Электронный портал
  • Telecom-icon.svg Технологический портал
Нанопроволочные лазеры для сверхбыстрой передачи информации в световых импульсах

Полупроводник нанопроволочные лазеры наноразмерны лазеры которые могут быть встроены в микросхемы и представляют собой прорыв в области приложений для вычислений и обработки информации. Лазеры на основе нанопроволоки представляют собой источники когерентного света (одномодовые оптические волноводы), как и любые другие лазерные устройства, с преимуществом работы на наномасштабе. Построен молекулярно-лучевая эпитаксия, лазеры на нанопроволоке предлагают возможность прямой интеграции на кремнии, а также создания оптических межсоединений и передачи данных в масштабе кристалла. Лазеры на нанопроволоке созданы на основе полупроводниковых гетероструктур AIIIBV. Их уникальная одномерная конфигурация и высокий показатель преломления обеспечивают низкие оптические потери и рециркуляцию в активной области сердцевины нанопроволоки. Это позволяет использовать субволновые лазеры размером всего несколько сотен нанометров.[1][2] Нанопроволоки представляют собой резонаторные полости Фабри-Перо, определяемые торцевыми гранями проволоки, поэтому они не требуют полировки или скалывания граней с высоким коэффициентом отражения, как в обычных лазерах.[3]

Свойства

Нанопроволочные лазеры можно выращивать селективно на Si / SOI пластинах с помощью обычных MBE методы, позволяющие сохранить безупречное качество конструкции без дефектов. Было продемонстрировано, что нанопроволочные лазеры, использующие системы материалов из нитридов III группы и ZnO, излучают в видимой и ультрафиолетовой областях, однако инфракрасное излучение в диапазоне 1,3–1,55 мкм важно для телекоммуникационных диапазонов.[4] Генерация на этих длинах волн достигается за счет удаления нанопроволоки с кремниевой подложки.[5] Нанопроволочные лазеры показали длительность импульса до <1 пс,[6] и включить частоту повторения более 200 ГГц.[7][8] Кроме того, было показано, что лазеры с нанопроволокой сохраняют информацию о фазе импульса в течение 30 пс при возбуждении последующими парами импульсов. Таким образом, в таких конфигурациях возможны лазеры с синхронизацией мод в наномасштабе.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Нин, К. З. (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры». Полупроводники и полуметаллы. 86: 455–486. Дои:10.1016 / B978-0-12-391066-0.00012-5. ISBN  9780123910660. ISSN  0080-8784.
  2. ^ Ян, Руосюэ, Даниэль Гаргас и Пейдун Ян. «Нанопроволочная фотоника». Фотоника природы 3.10 (2009): 569-576
  3. ^ Нин, К. З. (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры». Полупроводники и полуметаллы. 86: 455–486. Дои:10.1016 / B978-0-12-391066-0.00012-5. ISBN  9780123910660. ISSN  0080-8784.
  4. ^ Кобльмюллер, Грегор; Майер, Бенедикт; Стеттнер, Томас; Abstreiter, Герхард; Финли, Джонатан Дж. (2017). "GaAs – AlGaAs нанопроволочные лазеры на кремнии: приглашенный обзор". Полупроводниковая наука и технологии. 32 (5): 053001. Bibcode:2017SeScT..32e3001K. Дои:10.1088 / 1361-6641 / aa5e45. ISSN  0268-1242.
  5. ^ Ян, Руосюэ, Даниэль Гаргас и Пейдун Ян. «Нанопроволочная фотоника». Фотоника природы 3.10 (2009): 569-576
  6. ^ Sidiropoulos, Themistoklis P.H .; Рёдер, Роберт; Гебурт, Себастьян; Гесс, Ортвин; Maier, Stefan A .; Роннинг, Карстен; Олтон, Руперт Ф. (28 сентября 2014 г.). "Сверхбыстрые плазмонные нанопроволочные лазеры вблизи частоты поверхностного плазмона". Природа Физика. 10 (11): nphys3103. Bibcode:2014НатФ..10..870С. Дои:10.1038 / nphys3103. HDL:10044/1/18641.
  7. ^ Mayer, B .; Janker, L .; Loitsch, B .; Treu, J .; Костенбадер, Т .; Lichtmannecker, S .; Reichert, T .; Morkötter, S .; Канибер, М. (13.01.2016). «Монолитно интегрированные нанопроволочные лазеры с высоким коэффициентом β на кремнии». Нано буквы. 16 (1): 152–156. Bibcode:2016НаноЛ..16..152М. Дои:10.1021 / acs.nanolett.5b03404. ISSN  1530-6984. PMID  26618638.
  8. ^ Mayer, B .; Реглер, А .; Sterzl, S .; Стеттнер, Т .; Koblmüller, G .; Канибер, М .; Lingnau, B .; Lüdge, K .; Финли, Дж. Дж. (23 мая 2017 г.). «Долговременная взаимная фазовая синхронизация пар пикосекундных импульсов, генерируемых полупроводниковым лазером на нанопроволоке». Nature Communications. 8: ncomms15521. arXiv:1603.02169. Bibcode:2017НатКо ... 815521M. Дои:10.1038 / ncomms15521. ЧВК  5457509. PMID  28534489.

внешние ссылки