科學家首次直接在硅片上制造納米級激光器
發布時間：2011-2-11 20:24
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2011年02月11日 15:16 來源：科學時報 
美國趣味科學網站2月7日報道，由于科學家首次直接在硅片上制造出納米級激光器，人們向將激光器和電子設備整合的艱難目標邁進了一步。這些微小的激光器是用化合物半導體制造的。這些半導體能以遠勝硅片的效率發光。 將光學處理過程同電子芯片結合為發展高速計算能力提供了條件。電子設備善于處理信息，因為電子相互之間有著很強的作用力。然而，當電子移動起來傳遞信息時，這種相互作用也會造成背景噪音并削弱信號。 相反，光子對彼此的影響很小，因此它們能以比電子更高的效率傳遞信息。這就是為什么光纜已經取代了高性能計算機電路板上的電線，以及穿越遠距離的電纜的緣故。 然而，計算機在同光進行合作時面臨著一種重要的限制：雖然硅能傳遞和探測光信號，它不能有效地產生光。需要諸如砷化鎵和磷化銦等化合物半導體來形成優良的激光器。 因特爾公司和加利福尼亞大學圣巴巴拉分校已經成功地將磷化銦激光器同硅緊密結合，從而使磷化銦層產生的光得以轉移到硅光導。 然而，這種結合非常昂貴，不利于標準芯片制造，并且還不可能“種植”由硅片上的材料形成的激光器。 現在，加利福尼亞大學伯克利分校的一個科學家團隊克服了硅和化合物砷化鎵結晶體不匹配的問題。這種不匹配阻礙了激光器的植入。目前的進展使科學家能在硅片上植入逐漸變細的六角形砷化鎵和砷化銦柱。這些柱體的基座直徑僅有大約半微米。當外部激光器照射它們的頂端，這些納米支柱就成了激光器：激光在柱體內跳動，從頂端到底部呈螺旋狀前進。 在實際應用中，研究人員預計納米激光器將能夠自行制造激光，無需外部激光器的幫助。 該研究團隊的一名成員說，這是整合光學和電子學道路上的重要一步，但是在達到這一目標之前還有很多問題要克服。 |
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