每比特飞焦级高速硅-导电氧化物纳米腔调制器
应用物理
2021-02-03 v1 光学
摘要
通过结合光子晶体纳米腔的大Purcell效应与透明导电氧化物的强等离子体色散效应，异质集成氧化铟锡（ITO）的超紧凑硅调制器有望实现前所未有的atto-joule/bit能量效率。在本文中，我们报道了首个由ITO栅极驱动的高速硅纳米腔调制器，实现了2.2 GHz带宽。在仅2 V电压摆幅和18.3 fJ/bit能量效率下，测得高达5 Gb/s的开关键控调制。此外，我们对纳米腔调制器的能量效率和高频特性进行了深入分析，揭示了半导体导电通路以及累积自由载流子与腔谐振模式之间重叠因子的关键作用。基于我们的分析，我们提出了一种通过节点匹配掺杂将调制带宽进一步提升至23.5 GHz、并将能耗降低至数百atto-joule/bit范围的策略。
引用
@article{arxiv.2004.00983,
title = {High-Speed Femto-Joule per Bit Silicon-Conductive Oxide Nanocavity Modulator},
author = {Erwen Li and Bokun Zhou and Yunfei Bo and Alan X. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00983},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 7 figures, 2 tables