محققان بریتانیایی موفق به ایجاد لیزر روی سطح سیلیکون با استفاده از نقاط کوانتومی شدند. این لیزرها طول عمر طولانی داشته و اشکالات لیزرهای رایج را ندارند.
ساخت لیزر روی سیلیکون با استفاده از نقاط کوانتومی
محققانی از سه دانشگاه مختلف انگلستان موفق به ارائه روشی شدند که می‌توان با استفاده از آن لیزر نقاط کوانتومی را روی سیلیکون رشد داد. از نتایج این پروژه می‌توان در ساخت ادوات ترکیبی الکترونیک-فتونیک استفاده کرد.
این روش که ترکیبی از نقاط کوانتومی است می‌تواند منجر به تولید لیزرهای مختلفی شود. برای مثال، می‌توان لیزرهای InAs/GaAs را مستقیم روی سطح سیلیکون ایجاد کرد به طوری که ساعت کاری این لیزر تا ۱۰۰ هزار ساعت افزایش یابد.
رشد لیزر روی سیلیکون موضوعی است که از مدت‌ها قبل مورد توجه دانشمندان بوده است. محققان از منابع نوری مختلف برای ساخت این لیزر استفاده کرده‌اند به طوری که مواد نیمه‌هادی گروه سه و پنج جدول تناوبی به‌عنوان گزینه‌های اصلی مورد بررسی قرار گرفته است.
رشد مستقیم این عناصر با استفاده از روش‌های استاندارد نظیر اپیتاکسی پرتو مولکولی موضوعی جذاب برای محققان است که دلیل این امر، هزینه پایین و امکان تولید انبوه است. اما به دلیل عدم انطباق شبکه بلوری مواد گروه سه و پنج جدول تناوبی، یک نابجایی ساختاری در محصول نهایی وجود دارد.
آلوین سیدز از دانشگاه کالج لندن می‌گوید: «در ساخت لیزر، از ترکیب تابش‌ها استفاده می‌شود. وجود هر گونه نابجایی ساختاری موجب بروز نقص در عملکرد لیزر می‌شود.»
در واقع وجود نقص ساختار موجب کاهش طول عمر لیزر خواهد شد. برای حل این مشکل می‌توان یک لایه واسط از جنس ژرمانیم روی سطح سیلیکون و زیرلایه فعال قرار داد. اما ژرمانیم، نور را در طول موج ۱۳۰۰ نانومتر جذب می‌کند.
برای غلبه بر این مشکل، محققان از یک فیلم حاوی نانوبلورهای نقاط کوانتومی استفاده کردند که حساسیت کمتری به نقص ساختاری دارد. در واقع درصورت وجود نقص ساختاری تنها یک بخش کوچکی از نقاط کوانتومی دچار مشکل می‌شوند و باقی نقاط دست نخورده باقی می‌مانند.
راهبرد دیگری نیز برای حل این مشکل وجود دارد که در آن، یک لایه به ضخامت ۶ نانومتری از جنس AlAs بین سیلیکون و لایه III-V قرار داده می‌شود که بیشتر اثر نابجایی را جذب می‌کند.
