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  技术动态    
麻省理工学院开发出二碲化钼与硅光子集成新方法
作者:cmh        来源:国防科技信息网 
日期:2017-10-20    阅读次数:108
副标题:

        据 许文琪 报道,IEEE 光谱网站2017年10月17日讯,麻省理工学院研究人员开发出硅光子与层状二碲化钼集成新方法。根据新方法制备的器件既可以作为发光二极管,又可以作为光电探测器。该技术对硅光子领域具有重要影响,硅光子已成为实现片上集成光互连的领先架构。未来,采用该技术可将波导、耦合器、干涉仪和调制器等器件直接集成在硅处理器。  
        该技术是首次将二维材料实现的电光源集成在无源硅光子晶体波导上。与传统III-V族半导体光源相比,二碲化钼与硅集成制备出的器件尺寸更小。未来,在高性能计算系统中,分布在一处的多个低功率、直接调制的光源比分布在发射调制器周围的几个、高功率激光器性能更好。  
        该工作是首次利用单层或双层二碲化钼制备出发光二极管。二钛化钼的辐射波长不在硅吸收波长范围内,从而大幅降低硅的吸收损耗。  
        二碲化钼直接带隙为 1eV,这意味着光与物质的相互作用非常强,二碲化钼是很好的光发射和光探测材料。由于2D材料中的电子密度较小,因此可以使用静电门控制2D材料中的电子或空穴掺杂水平。麻省理工学院研究人员制备了两个独立金属门,控制掺杂水平。  
        研究人员制备了一个单层(或双层)二碲化钼p-n结,电子和空穴结合辐射光子,或者分开形成电流, p-n 结可作为发光二极管和光电探测器。最后,将双层二碲化钼p-n结和硅光子晶体波导集成。 以这种方式,发光二极管辐射的光可以通过波导,p-n结也能探测来自波导的光。 与传统晶圆键合制备的III-V激光器尺寸相比, 层状二维材料与硅衬底集成制备的器件尺寸更小。更重要的是,2D 光源和探测器单元有望提高光子器件的通信速率。将光源与有效片上调制器结合,有望进一步提高光耦合效率,还有利于实现波分复用。未来,研究人员将进一步改进光源发光效率和耦合效率。 

    
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