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Silicon quantum dots: surface states boost photoluminescence

Lei Wang, Qi Li, Hai-Yu Wang, Jing-Chun Huang, Ran Zhanget al

Citation: Light: Science & Applications (2015) 4, e245; doi:10.1038/lsa.2015.18

Published online 30 January 2015

文章概要:硅量子點表面改性與發光

超快光譜學表明,新穎的表面狀態會引發由表面改性硅量子點產生的超亮光致發光。特別要提的是,中國吉林大學和復旦大學的研究人員已利用飛秒瞬態吸收光譜和時間分辨熒光光譜研究了超亮可調色光致發光的潛在機理。他們以前就從已被有機配體鈍化的含氮硅膠量子點上觀察到了超亮光致發光現象。他們發現,這種機理與正通過表面分子工程調製的激子波函數有關。根據這種見解,他們製成了與先前的量子點尺寸相同但發光顏色範圍從深藍到橙色的表面改性硅量子點。這種新方法涉及到調整納米粒子的表面,這與傳統的方法——改變納米粒子的尺寸——形成鮮明對比。


On-chiplight sources: hybrid silicon lasers most promising sources

Zhiping Zhou, Bing Yin and Jurgen Michel.

Citation: Light: Science & Applications (2015) 4,e358; doi:10.1038/lsa.2015.131

Published online 20 November 2015

文章概要:在片光源:最有潛力的光源-硅激光器

目前,在硅基光子學的在片激光器中,基於鍵合三五族激光器的混合硅激光器是最佳的選擇。硅基光子學非常需要在片硅基光源來作為電光轉換器使用。北京大學和麻省理工大學的研究人員評估了三種可能選擇的硅基光源:鉺基光源、鍺硅激光器、基於三五族材料的硅激光器。他們考慮了工作波長,泵浦條件,功耗,熱穩定性和製備過程後,認為鉺基激光器的功率效率太低,而鍺硅激光器的閾值電流太低。他們得出了結論,在硅上一體生長的三五族量子點激光器是實現在片激光器最有潛力的光源。


德國於利希研究中心領導、由一些歐洲研究結構和大學組成的研究小組,將會在2015IEEE國際電子器件會議上發佈硅基直接帶隙鍺錫微腔激光器,該激光器的激射波長為2.5um,輸出功率為221KW/cm2。

該激光器採用厚度為560nm且生長在鍺緩衝層/硅襯底上的鍺錫外延材料,由標準的CMOS兼容工藝製造,並單片集成在硅平台上。激光器的激射歸功於應變引起的直接帶隙外延層和微腔結構。這個研究工作克服了光子集成中CMOS工藝兼容的光源製備這一大難點,是硅光子集成的一個重要步驟。

該激光器的製備工藝如下:外延生長後,採用幹法刻蝕刻出微腔結構,然後用四氟化碳等離子體刻蝕出底部支柱,再澱積三氧化二鋁作為鈍化層。在這個過程中,微腔邊緣的應力釋放有助於提高激光器性能。


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