[發明專利]一種基于張應變Ge納米線的有源區結構及激光器

有效

• 申請號: 201710304793.X
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107039884B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 朱忠赟珅;宋禹忻;李耀耀;韓奕;張振普;張立瑤;王庶民
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種基于張應變Ge納米線的有源區結構的制備方法，其特征在于，所述基于張應變Ge納米線的有源區結構包括第一勢壘層、Ge納米線和第二勢壘層，所述Ge納米線位于所述第一勢壘層和所述第二勢壘層之間，該制備方法包括在第一勢壘層和/或所述第二勢壘層上外延生長Ge量子點，然后通過高溫原位退火使離散的Ge量子點通過定向擴散匯聚成Ge納米線，以通過張應變的引入來調節能帶，使Ge轉變為直接帶隙。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述Ge納米線為面內雙軸張應變Ge納米線。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述面內雙軸張應變Ge納米線的軸向長度是寬度的至少30倍。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述第一勢壘層和第二勢壘層分別為面內雙軸張應變Ge納米線提供至少2％的初始面內雙軸張應變。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述第一勢壘層包括GeSn合金、SiGeSn三元半導體、III-V族二元或多元化合物半導體的一種或者多種。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述第一勢壘層由GeSn構成。

7.根據權利要求6所述的面內雙軸張應變Ge納米線，其特征在于：所述GeSn中Sn含量至少為13％。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述第一勢壘層由AlSb層和外延生長于其上的GaSb層構成。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述第二勢壘層與所述第一勢壘層的材料組分相適應。

10.一種根據權利要求1-9中任意一項所述的制備方法得到的基于張應變Ge納米線的有源區結構。

11.一種激光器，其特征在于：所述激光器包括襯底、生長在襯底上的N型晶體單元、有源區以及位于頂層的P型晶體單元，所述有源區為如權利要求10所述的基于張應變Ge納米線的有源區結構。