电可编程多级非易失性光子随机存取存储器
光学
2022-06-23 v5 应用物理
摘要
光子随机存取存储器（P-RAM）是片上非冯·诺依曼光子计算的关键组件，可消除数据链路中的光电转换损耗。新兴相变材料（PCMs）已展示出多级存储能力，但现有演示仍产生较高光学损耗，且需繁琐的写-擦除方式，增加了功耗与系统封装难度。在此我们展示一种基于宽带透明相变材料（Ge2Sb2Se5，GSSe，非晶态超低频吸收）的多态电编程低损耗非易失光子存储器。我们在绝缘体上硅平台上演示了零静态功耗且电编程的多比特 P-RAM，具备高达 0.2 dB/{\mu}m 的高效幅度调制，以及总 0.12 dB 的超低插入损耗（4 比特存储器），相较其他基于相变材料的光子存储器信号损耗比提升 100 倍。我们进一步优化双微加热器的位置以验证性能折衷。实验上我们演示了五十万次循环测试，展示了该材料与器件的稳健方法。低损耗光子状态保持为光子功能性与可编程电路增添关键特性，影响包括神经网络、LiDAR 与传感器等诸多应用。
引用
@article{arxiv.2203.13337,
title = {Electrical Programmable Multi-Level Non-volatile Photonic Random-Access Memory},
author = {Jiawei Meng and Yaliang Gui and Behrouz Movahhed Nouri and Gelu Comanescu and Xiaoxuan Ma and Yifei Zhang and Cosmin-Constantin Popescu and Myungkoo Kang and Mario Miscuglio and Nicola Peserico and Kathleen A. Richardson and Juejun Hu and Hamed Dalir and Volker J. Sorger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.13337},
year = {2022}
}