一维光子晶体直接带隙绝缘体上锗锡激光器

GeSn合金一直被视为互补金属-氧化物-半导体（CMOS）兼容光源的潜在激光材料。尽管取得了显著进展，迄今报道的所有GeSn激光器均具有较大的器件尺寸和有源区面积，这阻碍了低功耗密集集成片上激光器的实现。在此，我们展示了一种基于高质量绝缘体上GeSn（GeSnOI）衬底的一维光子晶体（PC）纳米梁，其器件尺寸极小，仅为7 ${\mu}m^2$，有源区面积约为1.2 ${\mu}m^2$。我们还报道，与受压应变对应器件相比，我们无应变纳米梁激光器中改善的直接性带来了更低的阈值密度和更高的工作温度。无应变纳米梁激光器在4 K时的阈值密度约为18.2 kW cm$^{ -2}$，显著低于未释放纳米梁激光器（4 K时约38.4 kW cm$^{ -2}$）。无应变纳米梁器件中的激光持续至90 K，而未释放纳米梁在70 K时即出现激光淬灭。我们的演示为开发具有高集成密度和低功耗的实用IV族光源提供了新途径。