Nature Nanotechnology-硅光子学 | 相变材料+石墨烯

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2022/7/10
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硅光子学Silicon photonics,正在跨越从实验室研究发展到现实世界的产业应用,并有可能改变许多现有技术,包括光学神经网络和量子信息处理。这些应用的一个关键要素是,以超低编程能量工作的可重新配置开关,这对于传统的热光或自由载波开关来说,是极具有挑战性的命题。

基于相变材料phase-change materials,PCM非易失性可编程硅光子学的最新进展,为零静态功率的高能效光子开关,提供了强有力的解决方案,但编程能量密度,仍然很高(每立方纳米数百阿焦耳)。

今日,美国 华盛顿大学(UniversityofWashington)Zhuoran Fang,Arka Majumdar等,在Nature Nanotechnology上发文,展示了非易失性电可重构硅光子平台,该平台利用具有高能量效率和耐久性的单层石墨烯加热器。并展示了基于技术成熟的相变材料PCM碲锑锗Ge2Sb2Te5宽带开关和采用新兴低损耗相变材料PCM硒化锑Sb2Se3移相器。

石墨烯辅助的光子开关,表现出超过1,000次循环的耐久性和8.7±1.4AJnm–3编程能量密度,即在相变材料PCM热力学开关能量极限(~1.2AJnm–3)数量级内,并且与现有技术相比,开关能量至少降低了20倍。研究表明,石墨烯是一种可靠且节能的加热器,与电介质平台(包括Si3N4)兼容,有望用于技术相关的非易失性可编程硅光子学。

 

文献链接:

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01153-w

DOI:

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01153-w

文章来源:公众号【今日新材料】

关键词:
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