与硅微环谐振器集成的光学透明且热高效的二维 MoS₂ 加热器
光学
2023-02-21 v1 应用物理
摘要
通过热调谐波导中的光学折射率来控制光的相位积累，对于光子集成系统和应用至关重要。在硅光子学中，微加热器主要由金属线或高掺杂硅线实现，并放置在距波导安全距离（1 微米）处以避免显著的光学损耗。然而，当加热器靠近光路时，会因过多的自由载流子损耗而对加热效率构成严重限制。在这项工作中，我们提出了一种新概念，即利用光学透明的二维半导体（例如 MoS₂）来实现工作在通信波长的高效波导集成加热器。我们证明，在红外波段具有可忽略光学吸收的单层 MoS₂ 加热器可以放置在紧邻波导（仅 30 纳米）的位置，并展示了在不牺牲光学插入损耗的情况下，每自由光谱范围（FSR）15 毫瓦的最佳加热效率。加热器响应时间为 25 微秒，受限于 Au/1L-MoS₂ 肖特基接触。通过实现具有欧姆接触的二维 MoS₂ 加热器，效率和响应时间均可进一步显著提升。我们的工作展示了将二维半导体用于加热器应用的明显优势，并为开发用于片上光子集成电路的新型节能、无损耗二维加热器铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2302.09279,
title = {Optically transparent and thermally efficient 2D MoS2 heaters integrated with silicon microring resonators},
author = {Dor Oz and Nathan Suleymanov and Boris Minkovich and Vladislav Kostianovskii and Liron Gantz and Dmitry Polyushkin and Thomas Mueller and Ilya Goykhman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09279},
year = {2023}
}