We demonstrate the combination of germanium microdisks tensily strained by silicon nitride layers and circular Bragg reflectors. The microdisks with suspended lateral Bragg reflectors form a cavity with quality factors up to 2000 around 2 μm. This represents a key feature to achieve a microlaser with a quasi-direct band gap germanium under a 1.6% biaxial tensile strain. We show that lowering the temperature significantly improves the quality factor of the quasi-radial modes. Linewidth narrowing is observed in a range of weak continuous wave excitation powers. We finally discuss the requirements to achieve lasing with these kind of structures.

1.
J.
Liu
,
X.
Sun
,
D.
Pan
,
X.
Wang
,
L. C.
Kimerling
,
T. L.
Koch
, and
J.
Michel
,
Opt. Express
15
,
11272
(
2007
).
2.
M.
El Kurdi
,
G.
Fishman
,
S.
Sauvage
, and
P.
Boucaud
,
J. Appl. Phys.
107
,
013710
(
2010
).
3.
M.
Prost
,
M.
El Kurdi
,
F.
Aniel
,
N.
Zerounian
,
S.
Sauvage
,
X.
Checoury
,
F.
Boeuf
, and
P.
Boucaud
,
J. Appl. Phys.
118
,
125704
(
2015
).
4.
C.
Boztug
,
J. R.
Sanchez-Perez
,
F. F.
Sudradjat
,
R.
Jacobson
,
D. M.
Paskiewicz
,
M. G.
Lagally
, and
R.
Paiella
,
Small
9
,
622
(
2013
).
5.
C.
Boztug
,
J. R.
Sanchez-Perez
,
F.
Cavallo
,
M. G.
Lagally
, and
R.
Paiella
,
ACS Nano
8
,
3136
(
2014
).
6.
J. M.
Suess
,
R.
Geiger
,
A.
Minamisawa
,
G.
Schiefler
,
J.
Frigerio
,
D.
Chrastina
,
G.
Isella
,
R.
Spolenak
,
J.
Faist
, and
H.
Sigg
,
Nat. Photonics
7
,
466
(
2013
).
7.
D.
Nam
,
D. S.
Sukhdeo
,
J.-H.
Kang
,
J.
Petykiewicz
,
J. H.
Lee
,
W. S.
Jung
,
J.
Vučković
,
M. L.
Brongersma
, and
K. C.
Saraswat
,
Nano Lett.
13
,
3118
(
2013
).
8.
A.
Gassenq
,
K.
Guilloy
,
G.
Osvaldo Dias
,
N.
Pauc
,
D.
Rouchon
,
J.-M.
Hartmann
,
J.
Widiez
,
S.
Tardif
,
F.
Rieutord
,
J.
Escalante
,
I.
Duchemin
,
Y.-M.
Niquet
,
R.
Geiger
,
T.
Zabel
,
H.
Sigg
,
J.
Faist
,
A.
Chelnokov
,
V.
Reboud
, and
V.
Calvo
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
191904
(
2015
).
9.
Y.
Bai
,
K. E.
Lee
,
C.
Cheng
,
M. L.
Lee
, and
E. A.
Fitzgerald
,
J. Appl. Phys.
104
,
084518
(
2008
).
10.
R.
Jakomin
,
M.
de Kersauson
,
M.
El Kurdi
,
L.
Largeau
,
O.
Mauguin
,
G.
Beaudoin
,
S.
Sauvage
,
R.
Ossikovski
,
G.
Ndong
,
M.
Chaigneau
,
I.
Sagnes
, and
P.
Boucaud
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
091901
(
2011
).
11.
M.
de Kersauson
,
M.
Prost
,
A.
Ghrib
,
M.
El Kurdi
,
S.
Sauvage
,
G.
Beaudoin
,
L.
Largeau
,
O.
Mauguin
,
R.
Jakomin
,
I.
Sagnes
,
G.
Ndong
,
M.
Chaigneau
,
R.
Ossikovski
, and
P.
Boucaud
,
J. Appl. Phys.
113
,
183508
(
2013
).
12.
A.
Ghrib
,
M.
de Kersauson
,
M.
El Kurdi
,
R.
Jakomin
,
G.
Beaudoin
,
S.
Sauvage
,
G.
Fishman
,
G.
Ndong
,
M.
Chaigneau
,
R.
Ossikovski
,
I.
Sagnes
, and
P.
Boucaud
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
201104
(
2012
).
13.
A.
Ghrib
,
M.
El Kurdi
,
M.
de Kersauson
,
M.
Prost
,
S.
Sauvage
,
X.
Checoury
,
G.
Beaudoin
,
I.
Sagnes
, and
P.
Boucaud
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
221112
(
2013
).
14.
G.
Capellini
,
G.
Kozlowski
,
Y.
Yamamoto
,
M.
Lisker
,
C.
Wenger
,
G.
Niu
,
P.
Zaumseil
,
B.
Tillack
,
A.
Ghrib
,
M.
de Kersauson
,
M.
El Kurdi
,
P.
Boucaud
, and
T.
Schroeder
,
J. Appl. Phys.
113
,
013513
(
2013
).
15.
P.
Boucaud
,
M.
El Kurdi
,
A.
Ghrib
,
M.
Prost
,
M.
de Kersauson
,
S.
Sauvage
,
F.
Aniel
,
X.
Checoury
,
G.
Beaudoin
,
L.
Largeau
,
I.
Sagnes
,
G.
Ndong
,
M.
Chaigneau
, and
R.
Ossikovski
,
Photonics Res.
1
,
102
(
2013
).
16.
R.
Millar
,
K.
Gallacher
,
A.
Samarelli
,
J.
Frigerio
,
D.
Chrastina
,
G.
Isella
,
T.
Dieing
, and
D.
Paul
,
Opt. Express
23
,
18193
(
2015
).
17.
D. S.
Sukhdeo
,
D.
Nam
,
J.-H.
Kang
,
M. L.
Brongersma
, and
K. C.
Saraswat
,
Photonics Res.
2
,
A8
(
2014
).
18.
A.
Ghrib
,
M.
El Kurdi
,
M.
Prost
,
S.
Sauvage
,
X.
Checoury
,
G.
Beaudoin
,
M.
Chaigneau
,
R.
Ossikovski
,
I.
Sagnes
, and
P.
Boucaud
,
Adv. Opt. Mater.
3
,
353
(
2015
).
19.
J.
Liu
,
X.
Sun
,
R.
Camacho-Aguilera
,
L. C.
Kimerling
, and
J.
Michel
,
Opt. Lett.
35
,
679
(
2010
).
20.
R.
Chen
,
S.
Gupta
,
Y.-C.
Huang
,
Y.
Huo
,
C. W.
Rudy
,
E.
Sanchez
,
Y.
Kim
,
T. I.
Kamins
,
K. C.
Saraswat
, and
J. S.
Harris
,
Nano Lett.
14
,
37
(
2014
).
21.
M.
El Kurdi
,
M.
Prost
,
A.
Ghrib
,
S.
Sauvage
,
X.
Checoury
,
G.
Beaudoin
,
I.
Sagnes
,
G.
Picardi
,
R.
Ossikovski
, and
P.
Boucaud
, “
Direct band gap germanium microdisks obtained with silicon nitride stressor layers
,”
ACS Photonics
(published online,
2016
).
22.
D.
Labilloy
,
H.
Benisty
,
C.
Weisbuch
,
T. F.
Krauss
,
C. J. M.
Smith
,
R.
Houdre
, and
U.
Oesterle
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
1314
(
1998
).
23.
J. B.
Arthur
,
A. C.
Baynham
,
W.
Fawcett
, and
E. G. S.
Paige
,
Phys. Rev.
152
,
740
(
1966
).
24.
M.
Nedeljkovic
,
R.
Soref
, and
G.
Mashanovich
,
IEEE Photonics J.
7
,
1
(
2015
).
25.
A.
Elbert
,
J. Comput. Appl. Math.
133
,
65
(
2001
).
26.
M.
Burger
,
G.
Callsen
,
T.
Kure
,
A.
Hoffmann
,
A.
Pawlis
,
D.
Reuter
, and
D. J.
As
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
021107
(
2013
).
27.
P.
Boucaud
,
M.
El Kurdi
,
S.
Sauvage
,
M.
de Kersauson
,
A.
Ghrib
, and
X.
Checoury
,
Nat. Photonics
7
,
162
(
2013
).
28.
M. T.
Hill
and
M. C.
Gather
,
Nat. Photonics
8
,
908
(
2014
).
29.
A.
Shaw
,
B.
Roycroft
,
J.
Hegarty
,
D.
Labilloy
,
H.
Benisty
,
C.
Weisbuch
,
T. F.
Krauss
,
C. J. M.
Smith
,
R.
Stanley
,
R.
Houdre
, and
U.
Oesterle
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3051
(
1999
).
30.
R.
Geiger
,
J.
Frigerio
,
M. J.
Suess
,
D.
Chrastina
,
G.
Isella
,
R.
Spolenak
,
J.
Faist
, and
H.
Sigg
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
062106
(
2014
).
You do not currently have access to this content.