绝缘体上硅波导耦合中红外GeSn薄膜光电探测器
应用物理
2025-07-28 v1 光学
摘要
硅光子学近几十年来在电信领域蓬勃发展，将其扩展到中红外范围有望为传感、成像和自由空间通信带来宝贵机遇。基于此，锗锡（GeSn）合金作为一种与硅兼容且带隙可调谐覆盖整个光谱范围的半导体，已被广泛研究。事实上，已经展示了多种基于GeSn的高性能光电器件，证实了该系统在中红外应用中的潜力。然而，将这些器件集成到硅光子平台上的研究仍不充分。在此，我们演示了通过转移印刷技术将应变弛豫的GeSn薄膜制造并集成到绝缘体上硅波导上，以创建在室温下工作波长可达3.1 m的集成探测器。评估了两种不同的波导结构设计，以研究无源结构与有源薄膜探测器之间的耦合效率。在1 V偏压下，测得在2.33 m工作波长下的响应度达到0.36 A/W。此外，通过单次转移印刷步骤，制造出了多个性能相似的工作器件，证明了所提出方法的可扩展性。
引用
@article{arxiv.2507.19269,
title = {Waveguide-Coupled Mid-Infrared GeSn Membrane Photodetectors on Silicon-on-Insulator},
author = {Cédric Lemieux-Leduc and Mahmoud R. M. Atalla and Simone Assali and Nicolas Rotaru and Julien Brodeur and Stéphane Kéna-Cohen and Oussama Moutanabbir and Yves-Alain Peter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.19269},
year = {2025}
}