ساخت لیزر روی سیلیکون با استفاده از نقاط کوانتومی
به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانوی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، محققانی از سه دانشگاه مختلف انگلستان موفق به ارائه روشی شدند که می توان با استفاده از آن لیزر نقاط کوانتومی را روی سیلیکون رشد داد. از نتایج این پروژه می توان در ساخت ادوات ترکیبی الکترونیک – فتونیک استفاده کرد.
رشد لیزر روی سیلیکون موضوعی است که از مدت ها قبل مورد توجه دانشمندان بوده است. محققان از منابع نوری مختلف برای ساخت این لیزر استفاده کرده اند به طوری که مواد نیمه هادی گروه سه و پنج جدول تناوبی به عنوان گزینه های اصلی مورد بررسی قرار گرفته است.
رشد مستقیم این عناصر با استفاده از روش های استاندارد نظیر اپیتاکسی پرتو مولکولی موضوعی جذاب برای محققان است که دلیل این امر، هزینه پایین و امکان تولید انبوه است. اما به دلیل عدم انطباق شبکه بلوری مواد گروه سه و پنج جدول تناوبی، یک نابجایی ساختاری در محصول نهایی وجود دارد.
آلوین سیدز از دانشگاه کالج لندن گفت: در ساخت لیزر، از ترکیب تابش ها استفاده می شود. وجود هر گونه نابجایی ساختاری موجب بروز نقص در عملکرد لیزر می شود.
در واقع وجود نقص ساختار موجب کاهش طول عمر لیزر خواهد شد. برای حل این مشکل می توان یک لایه واسط از جنس ژرمانیم روی سطح سیلیکون و زیرلایه فعال قرار داد. اما ژرمانیم، نور را در طول موج 1300 نانومتر جذب می کند.
برای غلبه بر این مشکل، محققان از یک فیلم حاوی نانوبلورهای نقاط کوانتومی استفاده کردند که حساسیت کمتری به نقص ساختاری دارد. در واقع درصورت وجود نقص ساختاری تنها یک بخش کوچکی از نقاط کوانتومی دچار مشکل می شوند و باقی نقاط دست نخورده باقی می مانند.
راهبرد دیگری نیز برای حل این مشکل وجود دارد که در آن، یک لایه به ضخامت 6 نانومتری از جنس AlAs بین سیلیکون و لایه III-V قرار داده می شود که بیشتر اثر نابجایی را جذب می کند.
