超紧的,低损耗的光子相变换器,由铁离子二维材料启用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 可调节的光学材料对于光子集成电路 (PIC) 中的电光功能至关重要.
• 二维 (2D) 材料提供强烈的光物质相互作用,非常适合紧的可调节设备.
• 在短波红外 (SWIR) 中实现高效,低损耗的宽带相模拟是一个持续的挑战.

研究的目的:

• 为了证明光子不平衡的马赫-泽恩德干扰仪 (UMZIs) 中的电折调整.
• 调查多层CuCrP2S6 (CCPS) 的使用,一个铁离子二维材料,用于相位调节.
• 在效率,损耗和电压长度产物方面评估基于CCPS的相变器的性能.

主要方法:

• 多层CCPS与光子UMZIs的混合集成.
• 在金属半导体接口上由可逆的铜离子迁移驱动的调制.
• 设备间的折射率变化和相位转移的表征.

主要成果:

• 实现了1.5 × 10^-2折射率单位 (RIU) 的显著折射率变化.
• 在8V时观察到7.0-7.4nm的一致红移,相当于0.8π相位移.
• 证明了0.033V·cm的低半波电压长度乘积 (Vπ·L),在1.55μm时光学损失微不足道.

结论:

• 在光子学中,CuCrP2S6 (CCPS) 具有出色的电折调能力.
• 在相变器性能方面,CCPS的性能优于现有的过渡金属二甲基化物 (TMD).
• 这些发现凸显了CCPS作为SWIR应用中高效,超紧相变换器的一个有希望的材料.