揭示铁电氮化物 ScAlN 的 Pockels 系数
材料科学
2024-10-22 v2 应用物理
光学
摘要
氮化物铁电体由于与主流半导体工艺兼容，最近作为氧化物铁电体的有前景的替代品而兴起。特别是 ScAlN，表现出可与铌酸锂 (LN) 相媲美的优异压电耦合强度 ()，使其成为无线通信中 RF 滤波器的理想选择。最近，ScAlN 在纳米光子器件中的应用引发了人们的兴趣，这主要归因于其较大的带隙有利于在蓝光波长下工作，并有望增强非线性光学特性，如大的二阶磁化率 ()。关于 ScAlN 在 Pockels 效应（一种在光通信器件中广泛使用的电光耦合）方面能否优于氧化物铁电体，目前仍是一个开放问题。本文对 ScAlN 的 Pockels 效应进行了全面的理论分析与实验验证。我们的研究结果表明，尽管 ScAlN 的电光耦合在低 Sc 浓度下较弱，但在高 Sc 掺杂水平下可显著增强并超过 LiNbO，这为持续研究以释放 ScAlN 的全部潜力指明了方向。
引用
@article{arxiv.2405.07978,
title = {Unveiling the Pockels Coefficient of Ferroelectric Nitride ScAlN},
author = {Guangcanlan Yang and Haochen Wang and Sai Mu and Hao Xie and Tyler Wang and Chengxing He and Mohan Shen and Mengxia Liu and Chris G. Van de Walle and Hong X. Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07978},
year = {2024}
}