利用直接键合实现单 InAs/InP 量子点与 SOI 芯片的异质集成
光学
2024-05-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在小型化、高集成度硅基光子芯片中用光子进行量子信息处理，需要引入非经典光源。就此而言，自组装 III-V 半导体量子点（QDs）是一种颇具吸引力的方案，但其必须与硅平台相结合。本文中，我们利用大面积直接键合技术，演示了 InP 与 SOI 芯片的混合集成，其可将单光子耦合至 SOI 芯片内部，为量子光子芯片建立多光源环境提供具成本效益的可扩展性。我们制备了由嵌入锥形 InP 波导（WG）中的自组装 InAs QDs 构成的器件，该波导位于 SOI 定义的 Si WG 上方。聚焦于产生与低损耗光纤网络兼容的电信 C 波段光的器件，我们通过观测在 80 m 长 Si WG 末端制备的 InP 圆形布拉格光栅耦合器处及 Si WG 解理端面处外耦的光子，演示了 InP 与 SOI 平台间的光耦合。最后，对于一个多光子产生事件受抑制、单光子产生纯度为 80% 的器件，我们测量了在 Si WG 解理面外耦的光子数。我们估计光源与 Si WG 间的片上定向光子耦合效率为 5.1%。
引用
@article{arxiv.2311.13961,
title = {Heterogeneous integration of single InAs/InP quantum dots with the SOI chip using direct bonding},
author = {Marek Burakowski and Paweł Holewa and Aurimas Sakanas and Anna Musiał and Grzegorz Sęk and Paweł Mrowiński and Kresten Yvind and Elizaveta Semenova and Marcin Syperek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.13961},
year = {2024}
}