Premier laser en Germanium-Etain fonctionnant en continu et avec un seuil ultra-bas

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Published on 09 April 2020

Des chercheurs du C2N, en collaboration avec des chercheurs du Centre de recherche de Jülich (FZJ) et de STMicroelectronics, ont mis en œuvre une nouvelle méthode d’ingénierie du matériau pour fabriquer un microdisque laser en alliage Germanium-Etain (GeSn). Ils démontrent pour la première fois l'effet laser avec ce composé du groupe IV compatible avec le Silicium, fonctionnant en continu et avec un seuil ultra-bas, réduit de 2 ordres de grandeur, par rapport à l’existant.

Pour fabriquer ce dispositif, une couche de GeSn de 300 nm d’épaisseur avec une teneur en Etain de seulement 5,4 % a été encapsulée par une couche contrainte de SiNx qui produit une déformation en tension de la maille cristalline. Avec ce dispositif, les chercheurs démontrent pour la première fois l'effet laser avec l’alliage GeSn, jusqu'à 70 K en régime continu, et jusqu'à 100 K en régime impulsionnel. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour fabriquer des sources laser à base de composés du groupe IV, entièrement intégrables sur une plateforme photonique silicium.