Thresholdless Th h ldl nanoscale l coaxial i l lasers l Alvarado Zacarías JC, JC Camacho Gonzzales GF, GF Giménez Gordillo OA OA, Sánchez Cristobal E. Índice. Índice X Introducción. X Diseño de la cavidad. X Proceso de Fabricación. X Funcionalidad del diseño. Introd cción Introducción. X Nano-láser se refiere al tamaño de la cavidad, ess decir, cuando apenas es de unos cuantos t nanómetros. ó t X Con este tipo de cavidades es posible obtener lon ngitudes de onda mayores al tamaño de la cavidad (micras). X Theresholdless idealmente ocurre cuando cada fo otón emitido por el medio de ganancia es confinado al modo de laseo. ¿Por qué q é nanoláseres? X La investigación en este campo tiene el objetivvo de desarrollar el nanoláser id l (escalable, ideal ( l bl b j umbral bajo b l de d laseo, l efici fi iente i t fuente f t de d radiación di ió a temperatura ambiente y que ocupe un espacio pequeño en un chip) X La generación coherente de radiación a partirr de cavidades resonantes de sub-longitudes de onda ha ocasionado gran interés por su aplicación en chips para comunicaciones ópticas. Sit ación Act Situación Actual al X Hasta el momento se han propuesto diferentes tipos de cavidades, pero al hacer el tamaño más pequeño incrementa el umbral de potencia para laseo. Diagrama de na anocavidad. Diagrama de la nanocavidad coaxial. El medio de ganancia se muestra en rojo. rojo P Proceso de d fab f bricación. i ió 1. Deposición de 6 pozos cuánticos de Inx=0.734Ga1–xAsy=0.57P1–y (20 nm) Inx=0.56Ga1–xAsy=0.938P1–y (10 nm) de 200nm de altura crecidos sobre un substrato o tipo-p de InP de 300µm de espesor, mediante la técnica de Molecular Beam m Epitaxy que permite ir creciendo capas atómicas de cada material. Por protección los pozos van cubiertos con una capa de InP de 10nm. 2. Se deposita una capa de 50nm de HSQ que es un resist negativo. Sobre esta capa se dibujan los patrones de anillos con diferentes anchos y radios internos mediante la técn nica de Electron Beam Exposure. La capa de HSQ expuesta sirve como mascarilla para la siguiente etapa. 3. En esta etapa se lleva a cabo el proceso de grabado por medio de la técnica d RIE (Reactive de (R ti IIon Etching). Et hi ) E En este t proceso sse utiliza tili plasma l d de H2:CH CH4:Ar A para remover InGaAsP y el InP. 4. Después de analizar la muestra con un SEM esta a se limpia con plasma de oxígeno. 5. En el penúltimo paso se deposita una capa de e una aleación de Plata con 2% de Aluminio mediante la técnica de Electron Beam Evaporration. 6. Finalmente la muestra se pega de cabeza en un wafer de silicio con un adhesivo conductor de plata epóxica y se sumerge en HCl para elimin nar todo el substrato de InP y abrir la apertura de aire. FUNCIONALIDAD DE EL DISEÑO Propiedades electromagnéticas de las cavidades coax xiales. Modos en a) Estructura A a 4.5 K, b) Estructur Estructura A a tem mperatura Ambiente Caracterización Ópttica de coaxiales i l a nanoesca ala l (A) cavidades Caracterización C t i ió Ó Óptica ti d de e cavidades id d coaxiales a nanoescala (A A) Caracterización C t i ió Ó Óptica ti d de e cavidades id d coaxiales a nanoescala (B B) a 4.5 K REFERENCIAS X Threshold nanoscale coaxial lasers, M. Khajavikhan et. al. 2012nature V l Volumen 482 482. 22