东京都市大学制作出嵌入锗量子点的硅基LED

东京都市大学制作出嵌入锗量子点的硅基LED

　　东京都市大学（原武蔵工业大学）宣布其制作出了采用锗（Ge）量子点的硅发光元件，并在室温下确认了基于电流激励的发光现象。由于可在CMOS工艺中使用具有兼容性的制造工艺、还有望实现激光振荡，距离硅光子的实现更近了一步。 

　　开发此次发光元件的是东京都市大学综合研究所硅纳米科学研究中心。在基于硅的pin构造元件的i层中，嵌入了直径为数十～100nm的锗微小粒子（量子点），这种粒子“具有提高电子和空穴之间重组率的作用”（硅纳米科学研究中心主任、东京都市大学工学部教授丸泉琢也）。丸泉表示，“量子点是通过MBE（分子束外延）法在约400℃温度下形成的，因此元件的制造工艺与CMOS工艺具有兼容性”。元件活性层部分的直径约为3μm。

　　现已确认，该元件可在室温（300K）下，通过电流注入可以发出波长为1.2μm左右的光线。发光的内部量子效率为10-2。丸泉表示，“除了量子效率较高外，该元件无论在热力学上还是在化学性能上都很稳定，综合来看比现有的硅类发光元件更有优势”。 

　　另外，该元件还呈现出如果增加注入电流、发光强度就会大幅提高的倾向，因此丸泉表示，“如果通过光子结晶形成共振器构造，就应该会产生激光振荡。今后计划将发光波长变更为可用于通信的1.5μm频带。将在2～3年后开发出作为光开关工作的元件，并实现实用化”。