本报讯 由中国科学院半导体研究所承担的国家“973”、“863”和中科院重大项目“新一代镓铟氮砷（GainNAs）长波长光电子材料与器件”近日取得重要进展：研制成功工作波长1.58微米的镓铟氮砷锑/镓砷长波长（GaInNAsSb/GaAs）单量子阱边发射激光器，实现室温连续激射，其性能参数，如阈值电流达到镓砷（GaAs）基1.2～1.6微米波段的同类激光器水平，超越国际同行1.5微米的研究结果。这标志着我国砷化镓基近红外波段光电子材料与器件的研究已形成拥有自主知识产权的完整体系，并处于世界领先地位。
    
    半导体所超晶格国家重点实验室和集成电子国家重点实验室联合研究组，近日在国际上首次实现砷化镓基1.55微米以上室温连续激射，结合该联合研究组于2005年2月研制成功的1.55微米镓铟氮砷/镓砷（GalnNAs/GaAs）多量子阱谐振腔增强探测器、1.3微米铟砷（InAs）量子点激光器和1.3微米镓铟氮砷/镓砷（GalnNAs/GaAs）量子阱激光器、探测器，镓砷（GaAs）基化合物半导体材料及器件已成功覆盖了整个1.2～1.6微米光通讯波段。
    
    随着互联网等信息产业的飞速发展，高速、大容量光纤通讯网络的市场需求逐年成倍增长。与商用磷化铟基材料和器件相比，基于砷化镓的镓铟氮砷锑/镓砷材料体系具有成本更低、温度特性好、性能更稳定、易实现单片光（电）子集成等优点，是制备光通讯、光互联等多种用途新一代光电子器件的理想材料，也是近年来欧、美、日等发达国家的研究重点，市场应用前景广阔，竞争非常激烈。
    
    该课题研究人员在分子束外延生长高质量1.3微米量子阱材料的基础上，通过增加氮的并入量和采用镓氮砷（GaNAs）垒层，将量子阱的发光波长拓展到了1.55微米，同时运用锑元素作为生长过程中的表面活性剂，优化退火条件，大大改善了晶体质量，使材料质量达到了制作激光器的要求。此次研制成功的激光器采用脊形波导条形结构、利用未镀膜的自然解理面作为谐振腔，实现了1.58微米室温连续激射，激光器阈值电流密度为2.6千安/平方厘米，输出功率大于30毫瓦。这是世界上首次实现镓氮砷（GaAs）基稀氮化合物半导体激光器1.5微米以上的室温激射，它证明了镓氮砷（GaAs）基器件在1.2～1.6微米波段全面应用的可行性，为进一步实现在光通讯、光互联应用中的实用化和产业化展示了光明的前景。