The typical structure of InAs quantum dot (QD) layers on InP substrate is available with wavelength of 1.55um for QD photodetector. Quantum dot is called semiconductor nanocrystals (NCs), which refer to three-dimensional constrained nanomaterials with a radius smaller than or close to the exciton Bohr radius. And colloidal quantum dots (CQDs) have obvious quantum confinement effects in the field of optoelectronic applications and can provide a process platform for liquid-phase processing devices. Quantum dot is the basis for building low-power and high-performance photodetectors and is a new candidate material for developing a generation of high-performance electronic devices. Following is the epitaxial structure with InAs/InP quantum dot:

1. InP Epitaxial Wafer with InAs Quantum Dot

Le laser à points quantiques à cavité externe InAs/InP fonctionnant dans une fenêtre de 1,55 µm est un composant important du multiplexage par répartition en longueur d'onde dans les communications par fibre optique.

2. À propos de la croissance des points quantiques d'InAs

Jusqu'à présent, diverses méthodes ont été développées pour préparer les matériaux QD, qui peuvent être grossièrement divisées en deux catégories : l'une est la méthode « top-down » et l'autre est la méthode « bottom-up ».

La méthode « descendante » utilise généralement des techniques de gravure traditionnelles pour transformer des matériaux à grande échelle en QD à l'échelle nanométrique. Et la lithographie par faisceau d'électrons, la gravure ionique réactive et la gravure chimique humide sont couramment utilisées pour préparer des QD semi-conducteurs II-V et II-VI. La lithographie par faisceau d'électrons peut graver de manière flexible des motifs à l'échelle nanométrique, concevoir et fabriquer des nanostructures. De cette façon, la séparation précise et l'agencement périodique des QD, des lignes et des boucles peuvent être obtenus. De plus, des faisceaux d'ions focalisés peuvent être utilisés pour créer un réseau de points quantiques. La forme, la taille et l'espacement des particules des points quantiques sont liés au diamètre du faisceau d'ions.

Selon différentes technologies d'auto-assemblage, la méthode "bottom-up" peut être divisée en méthode de synthèse en phase gazeuse et dépôt en phase vapeur. La méthode de dépôt en phase vapeur est largement utilisée pour la synthèse de points quantiques, comprenant généralement l'évaporation thermique, le dépôt chimique en phase vapeur, l'ablation au laser, l'épitaxie par faisceau moléculaire et d'autres moyens techniques.

De nombreuses études ont montré qu'il est toujours difficile d'obtenir des boîtes quantiques auto-assemblées avec une disposition ordonnée et une taille uniforme.

3. État du développement et application de la technologie des points quantiques

Avec les progrès des circuits intégrés laser, électroniques et photoniques, de l'interconnexion optique et de la technologie de modulation, la société d'aujourd'hui peut profiter de la commodité apportée par l'Internet haut débit et la connexion au réseau mobile. Une relation évidente entre la hauteur de la boîte quantique et l'épaisseur du dépôt d'InP est trouvée par les expériences de photoluminescence et de microscopie électronique à transmission. Une méthode de croissance de capuchon améliorée peut obtenir une longueur d'onde de 1550 nm et une largeur de raie spectrale étroite dans les lasers à rétroaction distribuée à points quantiques InAs/InP. De plus, la boîte quantique prend en charge la fabrication de dispositifs avec une émission dans une plage de 1,5 um.

Cependant, avec l'augmentation rapide de la demande d'énergie et de la demande de bande passante, la technologie ultra-compacte doit encore innover dans les circuits intégrés électroniques et photoniques. En optique, la technique laser basée sur les QD surpasse la technologie basée sur le puits quantique (Qwell), faisant de grands progrès. La diode laser et l'amplificateur optique fabriqués sur une plaquette avec un film de points quantiques InAs à croissance uniforme deviendront le produit principal de la future technologie de communication de l'information à économie d'énergie et de la fibre optique pour la transmission de l'information.

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