2026年2月23日——在当今快速数字化的时代，光子集成电路（PIC）因其在传感、电信和环保领域的广阔应用前景，正迎来显著增长的市场需求。这类电路采用光子而非电子处理信息。但PIC技术仍处于积极研发阶段，面临若干关键挑战，其中最主要的是将红外光源集成到硅基材料上——硅是光子芯片的主要基材。由于硅与传统激光材料存在兼容性问题，这一步骤通常受到阻碍，制约了器件小型化和大规模制造的发展。

近期，在ICREA教授Gerasimos Konstantatos的带领下，ICFO研究人员Hamed Dehghanpour Baruj、Guy L. Whitworth博士、Nima Taghipour博士、Mariona Dalmases博士和Debranjan Mandal博士在《先进光学材料》发表研究，通过采用溶液加工胶体量子点（CQDs）作为发光体，成功将红外激光源直接集成到硅基平台上。所产生激光具有高度特定的窄波长特性，可在1580-1680纳米宽光谱窗口内调谐，覆盖关键通信波段。

“传统方法很难直接在硅上生长发光材料，因为晶体结构不匹配会导致缺陷，最终破坏激光性能，”论文第一作者Hamed Dehghanpour Baruj解释道，“溶液加工CQD本质上是一种液态“墨水”，能沉积在几乎任何表面（包括硅基）而不受晶体结构问题影响。”

为进一步增强和控制光发射，该团队在硅基底与CQD薄膜之间引入了周期性图案化的二氧化钛（TiO2）层，形成光栅结构。该光栅作为分布式反射镜阵列，可选择性地来回反射特定波长光，从而产生分布式反馈（DFB）激光。

“我们的特殊设计使激光从器件边缘输出，更易于与平面芯片其他组件连接，”Dehghanpour指出，“据我们所知，这是首个基于溶液加工CQD、直接集成到硅基平台的边发射DFB激光器演示。”

该结构设计具有普适性，可扩展到其他类型CQD，有望实现更宽光谱范围的激光发射。这项技术不仅适用于通信和硅光子学的片上光源，还将为生物医学检测和环境监测的集成传感器开辟新路径。