直接在 Si 上释放的增强型 GeSn 微盘激光器
光学
2021-06-17 v1 应用物理
摘要
GeSn 合金是用于互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容、可调谐激光器的有前景的候选材料。外延 GeSn 中残余压应变的解除最近显示出改善激光性能的前景。然而，迄今为止为解除应变而引入的悬浮器件结构注定会限制散热，从而阻碍器件性能。在此，我们展示了完全在 Si 上释放的无应变 GeSn 微盘激光器器件优于典型的悬浮器件。该方法允许同时解除限制性压应变并提供优异的热传导。光学模拟证实，尽管 GeSn 与 Si 之间的折射率对比相对较小，但 Si 上无应变 GeSn 光学腔中的光限制优于空气中常规无应变 GeSn 腔中的光限制。此外，热模拟表明我们器件中的温升可忽略不计。相反，悬浮器件中的温度大幅升高，例如在所采用的光学泵浦条件下，在 75 K 的基底温度下达到 120 K。此类改进使工作温度提高约 40 K 并将激光阈值降低 30%。该方法为在 Si 上实现室温 GeSn 激光器的探索中实施新设计奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2106.08874,
title = {Enhanced GeSn Microdisk Lasers Directly Released on Si},
author = {Youngmin Kim and Simone Assali and Daniel Burt and Yongduck Jung and Hyo-Jun Joo and Melvina Chen and Zoran Ikonic and Oussama Moutanabbir and Donguk Nam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08874},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 7 figures