用于高性能非易失光子学的极宽带透明光学相变材料
应用物理
2019-10-09 v2 材料科学
摘要
光学相变材料（O-PCMs）是一类独特的材料，在固态相变时表现出剧烈的光学性质反差，已广泛应用于光子开关与路由器、可重构超光学、反射显示以及光学神经形态计算机中。当前的相变材料，如 Ge-Sb-Te（GST），同时表现出折射率（delta n）和光学损耗（delta k）的大反差。这两种光学性质的耦合从根本上限制了诸多潜在应用的功能与性能。在本文中，我们引入一类新型 O-PCMs——Ge-Sb-Se-Te（GSST），它打破了这种传统耦合，其光学优值提升超过两个数量级。经第一性原理计算优化的合金 Ge2Sb2Se4Te1 兼具宽带低光学损耗（1–18.5 微米）、大光学反差（delta n = 2.0）以及显著改善的玻璃形成能力，从而催生了红外与热光子器件的全新领域。我们进一步利用该材料展示了具有创纪录低损耗和大反差比的非易失集成光学开关，以及一种电寻址、微秒级切换的像素级空间光调制器，从而验证了其作为可扩展非易失光子学平台材料的潜力。
引用
@article{arxiv.1811.00526,
title = {Extreme Broadband Transparent Optical Phase Change Materials for High-Performance Nonvolatile Photonics},
author = {Yifei Zhang and Jeffrey B. Chou and Junying Li and Huashan Li and Qingyang Du and Anupama Yadav and Si Zhou and Mikhail Y. Shalaginov and Zhuoran Fang and Huikai Zhong and Christopher Roberts and Paul Robinson and Bridget Bohlin and Carlos Ríos and Hongtao Lin and Myungkoo Kang and Tian Gu and Jamie Warner and Vladimir Liberman and Kathleen Richardson and Juejun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00526},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 6 figures