MoTe2 光探测器用于集成酸光子学
Qiaonan Dong1,2,3, Xinxing Sun3, Lang Gao1,3
1State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai 201800, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|January 10, 2025
概括
我们开发了一种高效的芯片上的光电探测器,使用二甲化物 (MoTe2) 与酸尼光子学集成. 该设备实现了对电信波长的高响应性和低暗电流.
科学领域:
- 光子学和材料科学 材料科学
- 集成光学 集成光学 集成光学
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 可扩展的集成酸光子学需要高效的芯片上的光电探测器来进行光电信号转换.
- 二维材料为光子集成电路提供了有希望的高效检测能力.
研究的目的:
- 展示一台高效的芯片上的光电探测器,使用几层二甲 (MoTe2) 与薄膜酸波导相结合.
- 将这个光探测器与微共振器集成在一起,以便在光通信频段内运行.
- 为了评估集成光探测器的性能特征.
主要方法:
- 使用二酸在绝缘体上的波导和微环共振器的制造,采用秒激光光刻光技术辅助的化学-机械蚀刻.
- 将少数层的MoTe2集成到酸波导上.
- 在1550 nm的光学吸收,传输损失,响应,暗电流和光暗电流比率的表征.
主要成果:
- 酸波导集成的MoTe2具有72%的高吸收系数和0.27 dB μm-1.1的低传输损失.
- 芯片上的光电探测器在20V偏差下实现了1mAW-1的响应,低暗电流为1.6nA,光暗电流比为108W-1.1.
- 相比于自由空间辐射,光电流约为160倍,这是由于有效的波导合.
结论:
- 一个高效的基于MoTe2的芯片上的光电探测器与基酸光子学集成成功演示.
- 该设备显示出出色的性能指标,包括高响应性和低暗电流.
- 与微环共振器 (Q系数为104) 的集成使波长选择性检测成为可能,为在芯片上的光谱仪和生物传感器中的应用铺平了道路.
