Guías de onda δ a escala de obleas para fotónica integrada en dos dimensiones

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• La fotónica

Sus antecedentes:

• Controlar la luz con materiales de van der Waals para circuitos fotónicos en el chip es un desafío.
• La generación y el control eficientes de los modos fotónicos son cruciales para la fotónica integrada.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la generación y el control eficientes a gran escala de los modos fotónicos utilizando nuevas guías de onda.
• Explorar el potencial de las monocapas de disulfuro de molibdeno (MoS2) a escala de obleas para aplicaciones fotónicas.

Principales métodos:

• Fabricación de guías de ondas δ de tres átomos de espesor utilizando monocapas de disulfuro de molibdeno (MoS2) a escala de obleas.
• Caracterización de las propiedades de guía de la luz en el espectro visible e infrarrojo cercano.
• Integración de componentes ópticos microfabricados (dieléctricos, metálicos, con patrón de MoS2) con guías de ondas δ.

Principales resultados:

• Guía de luz a escala milimétrica demostrada con baja pérdida y acoplamiento eficiente.
• Se observó un mecanismo de captura de luz debido a la delgadez extrema, análogo a un pozo de potencial δ.
• Mostró las funcionalidades clave: refracción, enfoque, rejilla, interconexión y modulación de intensidad.

Conclusiones:

• Las guías de onda δ MoS2 ultrafinas ofrecen una plataforma prometedora para la fotónica bidimensional.
• Las funcionalidades demostradas son esenciales para la construcción de circuitos fotónicos complejos en el chip.
• Este trabajo allana el camino para dispositivos fotónicos integrados avanzados basados en materiales de van der Waals.