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Fait marquant

Émission laser à température ambiante de l’alliage GeSn


Des chercheurs de notre laboratoire viennent de démontrer expérimentalement le régime laser à température ambiante de l’alliage GeSn en cavité en micro-disques grâce à un alliage plus riche en étain que les précédentes études et à une meilleure dissipation de la chaleur de l’empilement des couches par une architecture du piédestal mieux adaptée.

Publié le 14 avril 2022
L’alliage GeSn, compatible avec les procédés de la microélectronique CMOS, possède une structure de bandes électroniques directe, c’est à dire favorable à l’émission de lumière, pour des compositions supérieures à 6-8% en étain selon son état de contrainte. Les études précédentes ont montré que cet alliage possède du gain optique aux températures cryogéniques par l’observation du régime laser.

Nous venons de démontrer expérimentalement le régime laser à température ambiante de ce matériau en cavité en micro-disques grâce conjointement à un alliage plus riche en étain (Ge0.83Sn0.17) que les précédentes études, et à une meilleure dissipation de la chaleur de l’empilement des couches par une architecture du piédestal mieux adaptée. La température la plus haute du régime laser est dorénavant de 32 °C, et la longueur d'onde d'émission est dans le domaine de l'infra-rouge moyen à 3,5 µm. Ce résultat est un jalon important car il montre le potentiel de cet alliage compatible CMOS pour des applications futures.


Microdisque de GeSn de 8 µm de diamètre sur un piédestal en AlN, et spectre d’émission laser à 300 K.
Ce travail a été effectué en collaboration avec le CEA-Leti (Grenoble) et le C2N (Paris-Saclay) dans le cadre de l’ANR ELEGANTE.

Contacts : Vincent Calvo et Nicolas Pauc

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