当今的硅光子芯片有必要选用杂乱的制作制程衔接光源与芯片，并且也和晶圆级仓库密不可分。但是，德国慕尼黑工业大学（Technical University of Munich；TUM）的科学家们最近声称，他们现已成功地在芯片上直接成长出直径360nm的笔直纳米激光器。这为在CMOS电路上的光子组件整合敞开了新的光学端口。
因为各种资料具有不同的晶格参数以及不同的热膨胀系数，在硅晶上成长III-V族半导体常常导致应变并发生很多的缺点，使得这些分层并不适用于打造可用的设备。
慕尼黑工业大学的研讨团队首要单独在直径仅40-50nm占位空间的芯片上堆积砷化镓（GaAs）纳米线，以契合250nm二氧化硅（SiO2）交织层中的耕种小孔直径。然后在透过可操控的横向成长挑选性扩展GaAs纳米线直径曾经，再用分子束外延（MBE）成长长度约10um 的内部中心纳米线至同轴雷射结构中。
GaAs/AlGaAs纳米线（c）经过外部光泵的（a）尺度丈量与（b）雷射试验的SEM图
透 过改动其化学成份，研讨人员们透过堆积多个六角形GaAs-AlGaAs核-壳（core-shell）结构，顺畅打造出多层的量子阱（QW）。他们展现 在75nm厚的AlGaAs阻障层之间夹层8nm厚的GaAs QW，以及由7层8nm GaAs QW组成并以10nm AlGaAs阻障层阻隔的多量子阱雷射结构。
（a） 同轴GaAs-AlGaAs多层QW纳米线异质结构；（b）在Si上成长雷射结构的SEM印象；（c）相同结构的HAADF-STEM印象横截面，亮堂处 是GaAs层，黑暗处则为AlGaAs区域；（d）相邻GaAs QW与AlGaAs阻障层的原子序比照（Z-contrast）功能与扩大印象
在这两种规划中，核-壳层GaAs-AlGaAs纳米线仍以内部中心衔接至硅基底，延伸至整个二氧化硅交织层（作为雷射作业的镜像）。在从前的作业中，研讨人员们研讨了分离式GaAs-AlGaAs核壳纳米激光器，并表征与探究其原生的特性与功能。
这项主题为“具有外延增益操控的同轴GaAs-AlGaAs核壳纳米线雷射”（Coaxial GaAs-AlGaAs core-mulTIshell nanowire lasers with epitaxial gain control）的最新论文日前已发布于《使用物理快报》（Applied Physics Letters），研讨人员们在文中展现成功在室温下以纳米线于硅基上完成近红外线雷射作业（选用调整至780nm的 TI：蓝宝石雷射透过外部光激起）。
接下来，研讨人员们期望透过化学抛光或堆积介电Bragg反射镜，然后改进纳米线雷射功能。此外，在实践使用时，激光器应该单向发射至可嵌套图画光子硬件（包含芯片波导）的底层硅。至于实践的整合，研讨人员还需要电注入。“咱们现在的研讨方针专心于开发可在硅晶上完成电气泵纳米线激光器的办法，以及可发至底层光子电路的整合型激光器。到现在为止，这些组件都是光子泵，但他们 是有挑选性地在硅基底上在成长，”慕尼黑工业大学教授Jonathan J. Finley表明，“咱们现已请求硅晶纳米线激光器的根本技能专利了，关于授权IP给相关工业也适当感兴趣。”
