美国公司研制出首台锗锡电注入激光器

　　在美国空军科学研究办公室的赞助下，阿肯色大学、亚利桑那州立大学和半导体设备制造商Arktonics公司等合作开发了第一种锗锡材料制成的电注入激光器（二极管激光器），其微处理速度和效率显著提高，且成本较低。

电注入锗锡激光器及其功率输出与电流和频谱特性的关系示意图。图片来源：阿肯色大学

　　由电气工程教授余水清（音译）领导的材料科学研究人员展示了第一台用锗锡制成的电注入激光器，可在提高微加工速度和效率的同时，极大降低成本。该激光器可在高达100K的脉冲条件，或者零下279度的温度下工作。

　　锗锡合金是一种很有前途的半导体材料，能够很容易地集成到电子电路中，用于计算机芯片和传感器电路的开发。这种材料还可推动低成本、轻量、紧凑和低功耗型电子元件的发展。

　　“我们的研究是基于IV族激光器的一个重大进展，”Yu教授认为：“它们可以成为硅上激光集成的途径，也是朝着显著改进电子设备电路迈出的重要一步。”

　　Yu教授长期从事锗锡材料的研究工作。他的团队已经证实了锗锡材料是一种强大的半导体合金。在报道了第一代“光学泵浦”激光器后，Yu等正在继续对这种材料进行改进。

　　在该研究中，研究人员成功进行了电注入GeSn二极管激光器的首次演示。GeSn/SiGeSn双异质结构成功生长，从而确保了载流子和光学的约束。为了解决由于GeSn和顶部SiGeSn势垒之间的II型能带对准而导致的空穴泄漏，设计了p型顶部SiGeSn层以促进空穴注入。脊形波导GeSn激光器被制作观察到高达100K的脉冲激光。在10K下测量的阈值为598A/cm2。在10至77K的温度范围内从76至99K提取了特征温度。