低损耗相变材料的受控平面引导晶体化：用于可编程光子器件
光学
2025-09-30 v3 材料科学
应用物理
摘要
光子集成器正逐步发展演进，超越被动组件，向完全可编程系统演进，尤其受益于硫化物相变材料（PCM）在非易失可重构纳米光子器件方面的进步。然而，其晶体颗粒形成的随机性导致了强烈的空间和时间晶体不均匀性。本文提出了受控平面引导晶体化概念，这是一种新型方法，用于编程光学均匀低损耗 Sb2S3 PCM 的生长，利用受限通道内的定向性和渐进式晶体化。实验结果表明，这种引导晶体化方法克服了当前基于相变材料的纳米光子器件的局限，包括利用硅氮化物制造的马赫-齐耳干涉仪实现的多级非易失光学相位 shifter，以及具有可谱重构界域共振态的可编程超表面。精确控制PCM生长以确保光学均匀晶体特性是非易失可重构光子集成电路工业化开发的基石。
引用
@article{arxiv.2504.16603,
title = {Spatially-Controlled Planar Guided Crystallization of Low-Loss Phase Change Materials for Programmable Photonics},
author = {Fouad Bentata and Arnaud Taute and Capucine Laprais and Régis Orobtchouk and Eva Kempf and Alban Gassenq and Yves Pipon and Michele Calvo and Valérie Martinez and Stéphane Monfray and Guillaume Saint-Girons and Nicolas Baboux and Hai Son Nguyen and Xavier Letartre and Lotfi Berguiga and Patrice Genevet and Sébastien Cueff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16603},
year = {2025}
}