具有更小面积与更低功耗的扩展短波红外 GeSn 发光二极管
光学
2023-02-14 v1 材料科学
应用物理
摘要
与 CMOS 兼容的短波与中波红外发射器对于硅基光子与电子集成电路的单片集成以服务传感与通信中的众多应用而言极为渴求。在此背景下，在硅（Si）上外延生长的四族锗锡（GeSn）材料成为实现可调红外光发射器的一个有前景的平台。事实上，随着 Sn 含量的增加，GeSn 的带隙变窄并变为直接带隙，使该材料体系适用于开发高效的硅兼容发射器。基于此视角，本文展示了面积为 m 的微桥 PIN GeSn 发光二极管（LED）并研究其工作性能。电致发光发射的光谱分析显示峰值位于 m，并随驱动电流增大而轻微红移。研究发现，该微桥 LED 在室温下耗散功率低至 W，在 K 下仅 W。这一所展示的低工作功率与已报道的具有显著更大面积（达 m）的 LED 相当。当前设计的高效热耗散有助于减少热致光学损耗，从而增强光发射。通过对微桥设计的热与光学仿真，预期可进一步提升性能。使用 GeSnOI 衬底开发类似器件有望改善光限制，以实现电驱动 GeSn 激光器。
引用
@article{arxiv.2302.06011,
title = {Extended-SWIR GeSn LEDs with reduced footprint and power consumption},
author = {Mahmoud R. M. Atalla and Youngmin Kim and Simone Assali and Daniel Burt and Donguk Nam and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06011},
year = {2023}
}