将量子点激光器引入硅光，80度下百万小时器件寿命

“快10年前刚入行时有幸认识了厉鼎毅老师，十年后获得了以他名字命名的纪念奖。 ”万雅婷告诉DeepTech 。
厉鼎毅生前是万雅婷本科母校浙江大学的名誉教授，被誉为“光纤通信波分复用之父” ，曾用一篇论文“定义了一个领域” 。

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图|万雅婷（来源：受访者）
在颁奖那天，她在2021CLEOPlenaryTalk上看到厉老师的照片一闪而过，心里感慨万千，能得到这一奖项，也是对她的最大勉励。
从在香港科技大学读博士五年级开始，万雅婷就受邀来到加州大学圣塔芭芭拉分校材料&电气和计算机工程系教授约翰?鲍尔斯（JohnBowers）课题组做访问学生，博士毕业后又在这里做博后研究，迄今已近五年。

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图|万雅婷的博后导师约翰?鲍尔斯（来源：YouTube截图）
前不久，她与同校的向超博士作为共同第一作者撰写的论文《硅上的高速消失量子点激光器》（HighSpeedEvanescentQuantum-DotLasersonSi）也成为Laser&PhotonicsReviews当期封面论文，同时也是这位90后学者的第7篇一作封面论文。

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图|发表在Laser&PhotonicsReviews的论文（来源：受访者）
和这篇论文背靠背发表的，还有她与尚晨博士生、EamonnHughes博士生以共同一作身份撰写的论文《高温可靠的硅量子点激光器》（High-temperaturereliablequantum-dotlasersonSiwithmisfitandthreadingdislocationfilters），论文发表在Optica上。

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图|Optica当期封面论文（来源：受访者）
如何实现硅基激光器，是这两篇论文的共同要点。低能耗、低成本、大光学带宽和低传输损耗，是硅基光电集成技术的优点。
不过，硅的发光效率较低，这会让硅基光电集成缺少核心光源，所以很难实现硅基激光器。
因此，寻找具有直接带隙、以及具备良好光电学性质的材料，便成为当务之急。这时， III-V族半导体激光器映入科学家的眼帘，让它和硅平台集中在同一个硅晶圆，即可解决上述难题。
此前，万雅婷的博士后导师鲍尔斯，曾率先提出并研发了Wafer/DieBonding方案。
方案内容是：通过低温氧分子等离子键合技术，将III-V裸芯片键合到硅光芯片上，后续再对裸芯片进行加工形成激光器，即可绕开第一代倒装芯片方案中耦合效率不够高、以及对准调节时间长等问题。日后，鲍尔斯的这一方案直接催生出三家初创企业。
然而，万雅婷告诉DeepTech ，该方案有两个制约因素：其一，依然受制于III-V族衬底的使用，限制了成本的进一步降低；其二，目前主流研究和主流产品使用的有源区材料是量子阱，其在高温工作、低能耗温等方面仍有一定局限性。
针对该诉求，她作为鲍尔斯教授课题组核心成员，致力于通过硅材料直接外延III-V材料的方式、来实现单片集成。其表示，该方案更适合大尺寸生长和大批量生产，也是解决硅基光电集成缺少核心光源的这一难题的理想方案。
不同于传统研究采用量子阱材料，万雅婷等人采用的纳米尺度零维量子点结构，不仅对位错缺陷比较钝感，且具备低阈值电流密度、高工作温度等性能。
她告诉DeepTech ， 2016年她还在鲍尔斯组做博士访问生，当时她和团队在硅基平台上制备出多项高性能、高集成度的硅基量子点激光器，并获得了亚波长硅基量子点微盘激光器及低阈值硅基量子点电注入微环激光器，相关论文分别成为AppliedPhysicsLetters和Optica的当期封面。