这是第一次，研究人员生长激光器采用了高性能材料，而且直接生长在硅上。把电子和光学组件集成到计算机芯片上，会加快数据传输，在计算机内部和计算机之间都是这样，但是，最好的激光材料不兼容硅，而硅被用来制备今天的芯片，这种不兼容就成为一个主要障碍。

　　生长纳米激光器（nanolasers），制备采用的是所谓的奇特半导体，就在硅片上生长，这样，加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的研究人员就克服这一障碍。随着进一步的开发，伯克利激光器可以提供一些途径，传输更多数据，速度更快，从而加快超级计算机内部的计算，并可更快地下载大文件。

　　“使数据上传或下载到笔记本电脑，这正成为一个瓶颈，”马力欧?帕尼卡（Mario Paniccia）说，他是英特尔公司光子学技术实验室总监。很难通过今天的铜线传输数据，并使速度超过每秒10千兆。这样就减慢了计算机部件之间的数据传输，比如CPU和内存之间的数据传输，并规定了设计上的限制。设计师必须使组件尽可能紧密地靠在一起，这样数据就不必传输很远，以免产生热量，减慢系统。

　　数据编码为光脉冲，传输就要快得多，而且损耗较少。但是，唯一的办法是集成光学元件与今天的芯片，要做到这一点，采用的材料和制造方法就要兼容硅系统，这种硅系统就是今天的制造厂所采用的。“未来光子学是基于硅的，”约翰?鲍尔斯（John Bowers）说，他是加州大学圣巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）卡夫利（Kavli）纳米技术主任。问题是，硅本身是一种差劲的激光材料，会浪费了大量的能量，只能发出很少的光。

　　最有效的激光器的制备采用了一组材料，就是所谓的“III - V”半导体，这一数字名称源于周期表的分栏，这些栏的元素被发现可用于制备它们。就像硅一样，这些材料也是结晶。但是，从晶格（crystal lattices）来看，硅和这些材料不相符合，因为原子具有不同的尺寸。研究人员生长III - V族材料就是在硅上进行，III-V族晶体需要拉紧，以便对齐硅晶体，这就会导致缺陷，降低性能。

　　考尼?昌-哈斯耐（Connie Chang –Hasnain）是伯克利分校电气工程和计算机科学教授，他已经解决了这个不兼容性，就是硅和这种激光材料之间的不兼容性，他利用了纳米结构的性能，并仔细控制这一生长过程。伯克利研究人员首先把硅基质放置在化学生长室里，使温度升高到400°C，并入流入气体，气体中含有铟（indium），镓（gallium）和砷化物（arsenide）。通过控制气体组分比及流动速度，昌-哈斯耐发现，可以引导这些III-V族材料的生长，这样，这一生长就开始于一个小点，称为“种子”。铟镓奈米柱（indium-gallium nanopillar）会从这一种子发芽，形成一个无缺陷的晶体。种子似乎可以保护其余部分的结构，使它们免受下面的硅的影响。研究人员随后流入第二组气体，是两种气体，这样就制成镓砷化物外壳，并围绕纳米柱。

　　这一纳秒柱被泵动，所采用的光是来自另一个激光器，这时，这光就会盘旋在纳米柱内，仿佛是沿着一个螺旋楼梯上下飞窜。不同的材料用于核心和外壳，就会引发这种的效应，从而捕捉光子，使进入这种盘旋状态，直至达到足够高的能量阈值，然后散发。这种螺旋效应是一个值得重视的现象，之前未曾见于其他类型的激光器。这些结果已经被描述，就在《自然?光子学》杂志上。下一步是要表明，这一激光器的泵动也可采用电能，这是制备小型激光器的关键。昌-哈斯耐相信，伯克利研究人员会制成电泵激光器。在另一个出版物《纳米快报》（Nano Letters）上，她的小组展示了奇特的半导体二极管，就在硅上面，现在他们正在进行调整，以泵动纳米激光器。

　　另一个关键是制备激光器时，在硅芯片上不要让温度变得过高。昌-哈斯耐表示，她的工艺最终可被用于生长高品质的激光器，是生长在以其他方式制成的硅芯片上，这些硅芯片配置有晶体管和光学元件，使它们可以用光脉冲进行数据编码。沉积高品质III - V族半导体晶体通常需要较高的温度，而不是400 °C，这些材料通常是生长在700 °C，这个温度会破坏微处理器。昌-哈斯耐说，正是这种激光器的纳米结构使这一切成为可能：高品质的纳米结构通常可以生长在较低温度，低于同一材料制成的大型薄膜。

　　“很多进步已经取得，都是在硅光学元件上，”英特尔的帕尼卡说。然而，在兼容硅芯片的激光器方面，发展是滞后的。研究人员已经用硅制成了各种不同的光学元件，采用的材料和工艺都已见于芯片生产线。但他们必须在以后加上激光器。英特尔，IBM等公司一直在开发这种变通方案。

　　昌-哈斯耐承认，该集团有更多的事情需要证明，从电气泵动激光器，到证明他们可提供足够的光，而且都属于正确的波长，还可以结合到其他光学元件。但英特尔的帕尼卡说，使这些激光材料兼容硅是“一大进步”。