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掺入二维光子晶体中的锗硅量子点有序阵列
摘要： 研究了将自组装Ge(Si)量子点集成到二维光子晶体中的两种不同方法。第一种方法是在衬底纹理表面合成有序的Ge(Si)量子点阵列，随后在此阵列上形成光子晶体；第二种方法则以光子晶体本身作为量子点有序生长的模板。研究表明，通过调节第二种方法中光子晶体孔洞直径，可实现两种生长模式——量子点形成于光子晶体孔洞内部或外部。对于含有有序量子点的光子晶体结构，在室温0.9-1.2电子伏特光谱范围内检测到光致发光信号强度增强，该现象归因于结构发射与光子晶体辐射模式的相互作用。
关键词： 光子晶体、微光致发光、量子点、异质结构
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 以位点控制量子点为有源介质的微柱激光器
摘要： 腔增强型纳米和微激光器因其不仅提供了丰富的物理现象研究领域[1]，还在光子量子技术领域具有广泛应用潜力[2]而备受科学界关注。外延生长与半导体微纳激光器制备技术的进步，使得利用少量量子点(QDs)驱动器件实现激射成为可能[3]。然而迄今为止，QD微激光器均基于标准自组装量子点，这类量子点在空间位置和光谱位置上相对于腔模具有随机性。要推动QD微激光器领域进一步发展，亟需采用确定性制备技术来定制并最大化其光学增益。我们报道了基于埋入式应力源生长概念[4]实现的高质量量子点(QD)微柱激光器。这种先进生长方法可实现具有高光学品质的量子点定点控制(SC)生长[5]。值得注意的是，与其他确定性方法相比，其独特之处在于能通过应变工程精确控制发射体数量，实现小规模量子点群的局域化生长。微激光器结构生长始于下层AlGaAs/GaAs分布布拉格反射镜(DBR)和AlAs层。在制备直径20-21μm的大台面后，对AlAs层进行部分氧化，在台面中心留下直径可控的小型AlAs孔径。第二步外延生长中，定点控制的InGaAs量子点横向对准孔径成核，孔径直径决定了局域化量子点数量(见图1(a))。最后通过顶层AlGaAs/GaAs DBR完成生长。随后采用高分辨率电子束光刻和等离子刻蚀技术制备直径3-5μm的微柱结构(见图1(a)插图)。所得微柱在其场反节点处包含数量可控的SCQDs，通过18K下的显微光致发光(μPL)测量进行表征[4]。其展现出清晰的激射特征：s型输入-输出特性曲线(图1(b))和显著的线宽压窄现象。此外，二阶自相关函数g(2)(0)在激射阈值以上趋近于1，这是相干光发射的明确标志(图1(c))。我们进一步证明激光特性（如阈值泵浦功率）取决于有源层中SCQDs的数量(参见图1中柱体1-4)。该制备技术为开发低阈值高β微激光器铺平了道路，通过集成氧化孔径直径即可精确调控其发射特性。
关键词： 微光致发光、位控量子点、量子点、埋入式应力源生长概念、微柱激光器
更新于2025-09-11 14:15:04