Com o crescente aumento do tráfego global de dados, os circuitos integrados fotônicos baseados em silício tornaram-se uma direção de pesquisa extremamente promissora no campo das comunicações ópticas intra e inter-chip de alto desempenho. No entanto, devido à baixa eficiência de emissão do silício intrínseco, a fonte de luz em substratos de silício torna-se um dos componentes mais desafiadores em circuitos integrados fotônicos. Para resolver o problema da falta de fontes de luz nativas, os lasers semicondutores do grupo III-V integrados em silício foram amplamente estudados, oferecendo desempenho óptico e elétrico superior. Vale destacar que o uso de pontos quânticos como meio de ganho em lasers III-V tem atraído muita atenção devido a várias vantagens, como alta tolerância a defeitos cristalinos, baixa sensibilidade à temperatura, baixa densidade de corrente limiar e baixa sensibilidade à reflexão. A região de ganho do laser com pontos quânticos apresenta muitas melhorias em comparação com poços quânticos na integração fotônica. A largura de banda do ganho pode ser projetada e otimizada conforme necessário, alcançando emissão laser em toda a faixa do infravermelho próximo. A separação energética das estados quânticos em relação aos materiais circundantes confere excelente desempenho em altas temperaturas e recuperação de ganho na escala subpico-segundo. Este artigo revisa os avanços recentes em lasers de pontos quânticos semicondutores III-V baseados em silício sob diversos ângulos: materiais de pontos quânticos e lasers de pontos quânticos, tecnologias de união por wafers, tecnologia de união invertida e tecnologia de crescimento epitaxial direta, além de discutir suas perspectivas futuras e desafios.

fotônica de silício;laser de pontos quânticos on-chip;integração fotônica