基于层状半导体材料的低损耗集成纳米光子电路
光学
2021-04-28 v2 应用物理
摘要
具有直接带隙的单层过渡金属硫族化合物是微电子、纳米光子学与光电子学领域新兴的候选材料。将这些半导体材料转移至光子集成电路(PICs)上，已实现新型发光二极管、调制器与光电探测器，并有望用于晶圆级制造。对于集成光子器件而言，PICs的光学损耗至关重要。与硅不同，氮化硅(Si3N4)已成为一种低损耗集成平台，具有从紫外到中红外的宽透明窗口，且在通信波段无双光子吸收。此外，由于其高克尔非线性和高功率处理能力，它适用于非线性集成光子学。Si3N4的这些特性本质上有利于纳米光子学与光电子学应用。本文报道了一种将单层二碲化钼(1L-MoTe2)与Si3N4光子微谐振器集成的低损耗平台。我们表明，在1L-MoTe2存在下，通信O波段至E波段的微谐振器品质因数仍超过300万。我们进一步研究了因1L-MoTe2存在引起的微谐振器色散变化与谐振偏移，并外推了在激子跃迁区之外通信波段中1L-MoTe2引入的光学损耗。我们的工作为不使用异质晶圆键合、基于层状半导体的低损耗混合PICs迈出了关键一步。
引用
@article{arxiv.2010.06014,
title = {Low-loss integrated nanophotonic circuits with layered semiconductor materials},
author = {Tianyi Liu and Ioannis Paradisanos and Jijun He and Alisson R. Cadore and Junqiu Liu and Mikhail Churaev and Rui Ning Wang and Arslan S. Raja and Clément Javerzac-Galy and Philippe Rölli and Domenico De Fazio and Barbara L. T. Rosa and Sefaattin Tongay and Giancarlo Soavi and Andrea C. Ferrari and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06014},
year = {2021}
}