L’intégration d’une source lumineuse et d’un détecteur peut efficacement promouvoir le développement de systèmes optoélectroniques légers et compacts. Le phénomène de coexistence de l’émission et de la détection dans les dispositifs à puits quantiques multiples InGaN/GaN ouvre des possibilités pour la conception de puces intégrées d’émission-réception. Dans cet article, nous avons fabriqué des dispositifs en réseau circulaire à puits quantiques multiples InGaN/GaN intégrés sur une plaquette de silicium à l’aide de procédés standards de semi-conducteurs, et étudié leurs caractéristiques d’émission, de détection et de communication de base. Les modes de résonance dans les dispositifs micro-disques contribuent à améliorer leurs performances de détection, tandis que les caractéristiques de rayonnement isotrope facilitent le couplage spatial entre la source et le détecteur. En tant que source lumineuse, le dispositif présente une tension de seuil de 2,5 V, une longueur d’onde centrale de 455 nm et une bande passante -3 dB de 5,4 MHz. En tant que détecteur, il répond à la lumière dans les bandes ultraviolet jusqu’au bleu, avec une performance de détection décroissante avec l’augmentation de la longueur d’onde, la longueur d’onde de coupure étant de 450 nm. Sous excitation par une source à 365 nm, le dispositif atteint un rapport de commutation maximal de 7,2×10^4 et un temps de descente de 0,41 ms. Par ailleurs, sur la base d’un seul dispositif micro-disque, un système de communication semi-duplex a été construit et démontré, réalisant la transmission de données à différentes bandes de fréquence. Cette étude est significative pour la fabrication de sources lumineuses électriquement pilotées et pour la communication optique intégrée émetteur-récepteur.

Silicium InGaN/GaN; dispositifs à puits quantiques multiples; émission et détection; communication semi-duplex