可扩展范德鲁瓦斯光子学：高折射率镓化硫薄膜具有单晶光学特性
光学
2025-12-11 v1 材料科学
应用物理
摘要
将高折射率介电材料集成到可扩展光子学架构中，对于推动集成电路和增强现实 (AR) 显示具有根本性意义。范德鲁瓦斯 (vdW) 材料具有卓越的光学特性，包括高折射率和巨大的各向异性，但其实现受限于机械剥离片的小面积和不可控厚度。本文展示，原子层沉积 (ALD) 生长的镓化硫 (GaS) 克服了高光学性能与制造可行性之间的权衡，成为大规模vdW介电平台。通过对比纯粹单晶的严谨光学和结构基准测试，我们确立了ALD-GaS的光学常数 (n, k) 与单晶 counterparts 几乎相同。利用保持的垂直各向异性，我们演示ALD-GaS在密集集成波导中相对于传统可扩展高折射率平台具有对crosstalk的优势抑制。我们的发现为在可见光谱光子学中实现各向异性vdW材料奠定了技术上可行的路径。
引用
@article{arxiv.2512.09255,
title = {Scalable van der Waals Photonics: High-Refractive-Index Gallium Sulfide Films with Single-Crystal Optical Properties},
author = {Aleksandr Slavich and Georgy Ermolaev and Dmitriy Grudinin and Mikhail Tatmyshevskiy and Alexander Syuy and Nikolay Pak and Dmitry Yakubovsky and Mikhail Mironov and Adilet Toksumakov and Alexander Melentev and Elena Zhukova and Anton Minnekhanov and Gleb Tselikov and Ivan Kruglov and Sergey M. Novikov and Andrey Vyshnevyy and Aleksey Arsenin and Valentyn Volkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09255},
year = {2025}
}