(1)577 Richardson, DJ 填充光导管。Science 2010 ,330 ,327 − 578 328。 (2)579 Desurvire, E.; 等人。21 世纪光通信中的科学和技术挑战。Comptes Rendus Physique 2011 ,12 ,581 387 − 416。 (3)582 Soref, R. 实现 2 μ m 通信。Nature Photonics 583 2015 ,9 ,358 − 359。 (4)584 Li, Z.; Heidt, A.; Daniel, J.; Jung, Y.; Alam, S.-U.; Richardson, D. 585 J. 用于 2 μ m 光通信的掺铥光纤放大器。 586 Optics Express 2013 , 21 , 9289 − 9297。(5)587 Roberts, PJ; Couny, F.; Sabert, H.; Mangan, BJ; Williams, D. 588 P.; Farr, L.; Mason, MW; Tomlinson, A.; Birks, TA; Knight, JC; 589 Russell, PS 空芯光子晶体光纤的极低损耗。590 Optics express 2005 , 13 , 236 − 244。(6)591 Zhang, H.; et al. 100 Gbit/s WDM 传输 (2 μ m):592 低损耗空芯光子带隙光纤和实心光纤的传输研究。 Optics Express 2015 , 23 , 4946 − 4951。(7)594 Li, Z.;Heidt, A.;Simakov, N.;Jung, Y.;Daniel, J.;Alam, S.;595 Richardson, D. 二极管泵浦宽带掺铥光纤放大器,用于 1800 − 2050 nm 窗口的光通信。597 Optics express 2013 , 21 , 26450 − 26455。(8)598 Frehlich, R.;Hannon, SM;Henderson, SW 2 μ m 相干多普勒激光雷达在风测量中的性能。大气与海洋技术杂志1994, 11, 1517−1528。 (9) Taczak, TM; Killinger, DK 研制出一种可调、窄线宽、连续2.066μm Ho:YLF激光器,用于遥感大气中的 CO2 和 H2O。应用光学1998, 37, 8460−8476。
Si的光子集成电路,其中光学组件是单层集成在SI集成电路上的,有望在未来的信息和通信技术基础架构中占主导地位。由主动组件和被动组件组成的SI光子(SIPH)技术已经在大量应用中广泛使用,范围从DataCom到检测系统。最近,SIPH进入了集成量子技术,光学计算和人工智能的新兴领域中的低温应用技术平台。尽管如此,可以仅使用组IV半导体制造的有效的电泵光源仍然是一个重大挑战。通过将半金属的替代掺入替换为GE晶格而获得的新型GESN和Sigesn半导体可获得比其他组IV型半导体合金提供的一些优势:通过正确选择合金组成和外部材料,这些材料将这些材料转化为基本直接型号的单个型号bardgap semiciccaptors。第四组通常缺少的此属性使(SI)GESN系统对有效的光源非常有吸引力。使用该材料系统,近年来达到了IV激光的主要里程碑,例如光学抽水散装和多Quantum Wells(MQW)激光器的激光器,直至室温。
在此,根据参考文献,A IS - 88 cm -1和B为 + 521 cm -1。[36]和δω是20个拉曼光谱偏移的变化,距300.4 cm -1(Bulk GE)。新成长和21
中红外(mir)光电设备对于夜视,热感应,自动驾驶汽车,自由空间通信和光谱术等多种应用至关重要。为此,利用无处不在的基于硅的加工已经成为一种有力的策略,可以通过使用IV组葡萄球菌(GESN)合金来实现。的确,由于它们与硅的兼容性及其覆盖整个MWIR范围的可调带隙能量,GESN半导体是用于紧凑且可扩展的miR技术的领先者平台。然而,GESN大晶格参数一直是限制硅晶片上GESN外交质量的主要障碍。这些局限性进一步加剧了,因为GE 1 -X SN X层和SN内容的异质结构至少比MWIR应用相关的设备结构需要至少一个数量级。在此制度中,生长的层通常在显着的压缩应变下,这会影响带隙的直接性并在γ点增加其能量,从而阻碍了设备的性能并限制了miR光谱的覆盖范围。这种压缩应变的积累不仅会影响频带结构,而且还限制了SN原子在生长层中的结合,从而使SN含量的控制成为艰巨的任务。
摘要:在片上操作和体温特有的温度下,用于高效能量收集器的 CMOS 兼容材料是可持续绿色计算和超低功耗物联网应用的关键因素。在此背景下,研究了新的 IV 族半导体,即 Ge 1 − x Sn x 合金的晶格热导率 (κ)。通过最先进的化学气相沉积在 Ge 缓冲 Si 晶片上外延生长 Sn 含量高达 14 at.% 的层。通过差分 3 ω 方法电测量晶格热导率 (κ) 从 Ge 的 55 W/(m · K) 急剧下降到 Ge 0.88 Sn 0.12 合金的 4 W/(m · K)。经验证,对于应变松弛合金,热导率与层厚度无关,并证实了先前通过光学方法观察到的 Sn 依赖性。实验 κ 值与电荷传输特性的数值估计相结合,能够捕捉这种准直接带隙材料系统的复杂物理特性,用于评估 n 型和 p 型 GeSn 外延层的热电性能系数 ZT。结果突出了单晶 GeSn 合金具有很高的潜力,可以实现与 SiGe 合金中已经存在的能量收集能力,但在 20°C - 100°C 温度范围内,没有与 Si 兼容的半导体。这为在 CMOS 平台上实现单片集成热电提供了可能性。关键词:热电材料、晶格热导率、GeSn 合金、CMOS、绿色计算、能量收集 ■ 简介
1 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室,北京 100029;wangguilei@ime.ac.cn(GW);sujiale@ime.ac.cn(JS);miaoyuanhao@ime.ac.cn(YM);lijunjie@ime.ac.cn(JL);renyuhui@ime.ac.cn(YR);lijunfeng@ime.ac.cn(JL) 2 中国科学院大学集成电路学院,北京 100049 3 北京超弦存储技术研究院,北京 100176 4 清华大学集成电路学院,北京 100086;jun-xu@tsinghua.edu.cn 5 广东大湾区集成电路与系统研究院光电混合集成电路研发中心,广州 510535; linhongxiao@ime.ac.cn (HL); liben@ime.ac.cn (BL) 6 中国科学院微电子研究所高频高压器件与集成研究发展中心,北京 100029,中国;xunmeng@ime.ac.cn 7 北方华创科技集团股份有限公司,北京 100176,中国;gushihai@naura.com 8 北京航空航天大学综合科学与工程学院费尔特北京研究所,北京 100191,中国;kaihua.cao@buaa.edu.cn 9 中瑞典大学电子设计系,Holmgatan 10, 85170 Sundsvall,瑞典* 通讯地址:kongzhenzhen@ime.ac.cn (ZK); liangrr@mail.tsinghua.edu.cn (RL); rad@ime.ac.cn (HHR);电话:+86-010-82995897(中控)
图2:(a)SI基板上GESN MQW VCSE结构和GESN MQW的室温PL光谱。插图显示了参考GESN/GE MQW(S1)的峰值拟合。(b)从GESN/GE MQW VCSE结构和参考GESN/GE MQW的测得的室温PL光谱中提取的PL增强因子。测量的GESN/GE MQW VCSE结构的反射率谱。(c)GESN/GE MQW VCSE结构的模拟PL增强因子和反射率光谱。(d)GESN/GE MQW VCSE结构中的分布分布折射率和电场幅度,显示了光场和活动MQW区域之间的重叠。
Si 基光子集成电路 (PIC) 将光学活性元件单片集成在芯片上,正在改变下一代信息和通信技术基础设施 1。在寻找基本的直接带隙的过程中,人们对 IV 族半导体合金进行了深入研究,以获得电泵浦连续波 Si 基激光器。沿着这条路径,已经证明可以通过化学计量和应变工程将新开发的 GeSn/SiGeSn 异质结构的电子带结构调整为直接带隙量子结构,从而为激光提供光增益 2。在本文中,我们介绍了一种多功能电泵浦激光器,它在低温下发射近红外波长为 2.35 µm 的低阈值电流为 4 mA(5 kA/cm 2)。它基于 6 周期 SiGeSn/GeSn 多量子阱结构,沉积在具有弛豫 Ge 缓冲层的 Si 衬底上。通过定义一个圆形台面结构来制作小尺寸微盘腔激光器,该结构蚀刻穿过层堆栈直至 Si 衬底。随后,通过去除此区域的 Ge 缓冲层,将盘的边缘蚀刻 900 nm。剩余的 Ge 基座用作 p 接触区以及激光器的散热器(图 1 a、b)。在这个简单的结构中,由于 SiGeSn 的导热性较差,有源区的实际晶格温度比热浴 T b 高约 60K。但是,激光器在 T b =40K 以下以连续波 (CW) 模式工作,但也可以在 T b =77K 时以直接调制模式高效工作至 ns 脉冲。
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摘要:锗键(GESN)是CMOS兼容的组IV材料。它的生长受到SN隔离的趋势和GESN层中缺陷的产生的困扰,当它在晶格不匹配的底物上生长时。到目前为止,据报道,在近中音红外光源和光电探测器的直接波段间隙中使用了薄的GESN。在这种交流中,我们报告了高质量的单晶GESN(〜1μm),其压缩应力(-0.3%)和Si基板上的GE缓冲液对GE缓冲液的低缺陷(-0.3%)的生长。然后将生长的GESN制成1.25μm宽度的基座波导。估计的传播损失为1.81 dB/ cm,弯曲损失为0.19 dB/弯曲,测量为3.74μm。在没有GE-O吸收峰在820和550 cm-1处,在最佳制造和测量条件下,提出的GESN波导可能支持超过25μm的波长的光传播。