世界的なデータトラフィックの増加に伴い、シリコン基板フォトニック集積回路は、高性能チップ内およびチップ間の光通信分野で非常に有望な研究分野となっています。しかし、純粋なシリコンの発光効率が極めて低いため、シリコン基板上の光源はフォトニック集積回路で最も挑戦的なコンポーネントとなっています。ネイティブ光源の不足を解決するために、シリコン基板上に集積されたⅢ–Ⅴ族半導体レーザーが広く研究されており、優れた光学的および電気的性能を提供しています。特に、Ⅲ–Ⅴ族半導体レーザーで利得媒質として量子ドットを使用することは、結晶欠陥に対する高い耐性、温度感度の低さ、閾値電流密度の低さ、反射感度の低さなど、様々な利点から注目されています。量子ドットを使用したレーザー利得領域は、フォトニック集積において量子井戸と比較して多くの改善点があります。利得帯域幅は必要に応じて設計・最適化可能であり、近赤外光全域での発振を実現できます。量子状態が周囲の材料と大きくエネルギー的に分離しているため、高温環境下での優れた性能とサブピコ秒時間スケールの利得回復が得られます。本稿では、量子ドット材料および量子ドットレーザー、ウェーハボンディング技術、フリップチップボンディング技術、直接エピタキシャル成長技術などの複数の視点から、シリコン基板Ⅲ–Ⅴ族半導体量子ドットレーザーの最新の研究進展を総合的に概説し、将来展望と課題を議論します。

シリコンフォトニクス;オンチップ量子ドットレーザー;フォトニック集積