硅基光互连因其独特优势，被认为是非常有前途的下一代光互连技术。然而硅本身为一种间接带隙半导体材料，发光效率极低。目前，用于硅基光互连的片上光源问题依然没有得到很好解决。基于硅纳米晶、体硅材料、晶体硅中有效缺陷、掺铒硅、张应变n掺杂的体锗等实现硅基光源的方案相继被提出，用于解决硅基片上光源难题。自组装锗量子点具有易于制备、发光范围在通讯波段、能与CMOS工艺兼容等优点，近年来受到较多关注。同时，其也有发光谱宽、方向性差、发光强度弱等劣势。
　　武汉光电国家实验室先进纳米光子学与集成研究小组的夏金松教授带领博士生张永，提出并实现了一种利用光子晶体环状腔增强自组装锗量子点发光的方案。在波长从1500 nm到1600 nm范围内，共观察到6个强烈的谐振发光峰。通过三维有限时域差分方法模拟，可以发现这些发光峰分别对应于光子晶体环状腔的6个谐振模式。经过对实验结果的分析，发现室温下单个自组装锗量子点发光谱的半高宽小于25 nm。这种基于光子晶体环状腔中嵌入锗量子点的方案在通讯波段有尖锐的发光峰，为实现硅基片上光源提供了一种可能。
　　该成果发表于美国光学协会旗下杂志Optics Express上(Vol. 22, Issue 10, 12248-12254, 2014)。该研究得到了国家重点基础研究发展计划973项目（No. 2013CB632104, 2013CB933303, 2012CB922103）和国家自然科学基金（No. 61177049, 61335002）的支持。

图（a）器件的结构示意图

图（b）制备的光子晶体环状腔的扫描电镜照片；（c）制备样品的室温光致荧光谱线，泵浦功率为16微瓦。