纳米弯曲器：在 CMOS 级电压下实现广泛可调纳米光子学的高效压电致动器

实现包含众多组件的系统需要对纳米光子组件进行调谐与重构。静电力可使结构形变并调谐其光学响应。尽管静电致动器已取得成效，但其在调谐电压、调谐范围与片上面积之间存在权衡。压电致动有望解决所有这些挑战。标准材料的压电系数约为 ${0.01}~\text{nm/V}$，表明利用约一伏量级的电势可实现极小的片上致动。在此我们提出并演示了称为纳米弯曲器（nanobenders）的紧凑型压电致动器，其每伏特可实现数十纳米的位移转换。通过利用亚微米电极产生的非均匀电场，我们使压电纳米梁发生弯曲。结合用于感知位移的切片光子晶体腔，我们展示了以 $\sim 5~\text{nm/V}~({0.6}~\text{THz/V})$ 的速率调谐光学共振，并在仅 ${4}~\text{V}$ 电压下于 $1520$ 至 $1560~\text{nm}$（约 $400$ 个线宽）之间实现调谐。最后，我们探讨了由纳米弯曲器赋能的其他可调纳米光子组件。