GaInAsP分离限制异质结-多量子阱激光二极管在亲水键合InP-Si衬底上的低阈值激射特性研究

本期推荐：研究人员通过亲水键合技术将InP薄膜与Si衬底直接结合，系统研究了GaInAsP分离限制异质结(SCH)-多量子阱(MQW)激光二极管的激射特性。通过调控退火温度和InP膜厚优化键合工艺，显著降低空洞形成，实现了与InP衬底相当甚至更低的阈值电流密度，为硅光子学中III-V族光源的单片集成提供了新方案。

　　

这项研究揭示了在硅基衬底上实现高效激光器的突破性进展。科研团队采用亲水键合(hydrophilic bonding)技术，像拼积木般将磷化铟(InP)薄膜精准嫁接在硅(Si)衬底上，打造出Ga_1-xIn_xAs_yP_1-y分离限制异质结(SCH)-多量子阱(MQW)激光二极管。通过像烘焙蛋糕般精细调控退火温度曲线和InP薄膜厚度，成功将键合界面的"空洞缺陷"控制在纳米级——这些微小的空洞就像电路板上的"蛀洞"，其面积占比、密度甚至形状角度都会显著影响激光器的起跳电流(threshold current density)。令人振奋的是，优化后的InP/Si基激光器竟展现出比传统InP衬底更优异的性能，这为硅光子学(silicon photonics)实现"光电融合"提供了关键拼图。就像在硅芯片上种出激光"花朵"，该技术有望打破III-V族光源与硅基电路间的材料壁垒，为下一代光通信和集成光子芯片播下希望的种子。