矽光子技術為目前光電及前瞻半導體領域重要之技術,利用成熟的CMOS技術可
製作超具有低成本、強大性能、且多功能性之光電整合晶片,具有廣大的應用如
通訊、生醫感測、量子計算等。然而目前矽光子技術發展最大的瓶頸為缺乏有效
的雷射光源,這是由於IV族材料先天上的間接能隙性質所導致,這也箝制了目前
矽光子晶片的進一步發展及應用。因此如何突破物理極限,進一步開發出矽光子
雷射光源以突破目前矽光子技術困境至關重要。
本技術為CMOS相容之單晶整合(monolithically-integrated)之IV-IV族矽光子雷
射,使用新穎的IV-IV族GeSn材料系統,在Ge中添加足夠的Sn之後可使GeSn變
成直接能隙材料。我們採用低溫材料成長技術搭配Ge緩衝層技術,成功突破物理
極限在矽基板上成長出高Sn含量的直接能隙GeSn材料,並進一步整合波導共振
腔開發成雷射,最終我們達成光激發下的雷射輸出,與其他團隊相比,本技術的
雷射閥值除了名列前茅之外,雷射閥值也與III-V族雷射相當的雷射。基於本技術I
V-IV族材料能與CMOS技術無縫相容之特性,本技術將能作為創新矽光子晶片之
重要光源,開創出更強大的矽光子晶片並拓展到各種前瞻新興應用。