用于腔光力学的拉伸应变 $In_{x}Ga_{1-x}P$ 薄膜

我们研究了在 GaAs 上生长的拉伸应变三元 InGaP 纳米薄膜的光力学性质。该材料系统结合了基于化学计量比氮化硅的高应变薄膜的优势与薄膜半导体单晶的独特性质，正如之前在悬浮 GaAs 中所展示的那样。在此，我们利用外延生长中的晶格失配，为单晶薄膜（厚度约 30 nm）赋予本征拉伸应变。这些结构在室温和 17 K 下，对于高达 1 MHz 的本征频率，表现出 $2\times10^6$ 或更高的机械品质因数，在约 170 MPa 的拉伸应力下，产生的 $Q\times f$ 乘积为 $2\times10^{12}$ Hz。将此类薄膜集成到高精细度法布里 - 珀罗腔中，我们在 1064 nm 和室温下提取到总光学损耗（包括吸收和散射）的上限为 40 ppm。进一步降低该合金的 In 含量将使拉伸应力水平达到 1 GPa，假设在此成分和应变水平下机械损耗没有恶化，则有望显著增加 $Q\times f$ 乘积。该材料系统是将应变半导体薄膜结构与低损耗半导体反射镜集成以及实现用于增强光力学耦合的薄膜堆叠的有希望的候选者。