アムル・S・ヘルミー博士率いるトロント大学の研究者らは、電気光学SiOを統合する新しい方法を開発した。2/ITO ヘテロ界面が金属 – 絶縁体 –半導体 (MIS) 構造。このブレークスルーは、より効率的でコンパクトなフォトニックデバイスの開発につながると期待されています。
「私たちのアプローチは、CMOS互換のプラズモニック導波路変調器の開発を予告するものです」と、この研究の筆頭著者であり、トロント大学のKAUST Ibn Rush博士研究員であるNasir Alfaraj博士は述べています。 「これは、通信、データストレージ、医療画像などの幅広いアプリケーションに重大な影響を与えるでしょう。」
この新しい方法では、シリカ (SiO) の薄層を成長させます。2)ITOの上に。これにより、大幅な光の閉じ込めと電気光学変調を可能にするヘテロ界面が形成されます。
「SiO2/ITO ヘテロインターフェースとショットキー Al/SiO の統合2 ジャンクションと MIS スタックは、当社の光導波路デバイスの重要なコンポーネントです」と、この研究の主任研究者であるヘルミー博士は説明しました。 「これにより、電場を使用して ITO 層の光学特性を調整できるようになります。」
に掲載された論文の中で、 光: 高度な製造トロント大学電気・コンピュータ工学部エドワード・S・ロジャース・シニアの研究者らは、2つのMISデバイスを作製することで新しい方法の有効性を実証した。最初のデバイスはSiOを採用しました2/ITO ヘテロ構造は薄い多結晶窒化チタン (ポリ TiN) 上に成長し、アルミニウム (Al) 薄膜コンタクト電極で ITO 側がキャップされています。 2 番目のデバイスは、SiO を含む半導電性 ITO 層を組み込んだ光導波路です。2 シリコン・オン・インシュレーター (SOI) プラットフォーム上に実装された誘電体スペーサー。
この研究の共著者の一人であるチャールズ・チーチン・リン博士は次のようにコメントしています。私たちは、これがフォトニックデバイスの設計と製造方法に革命をもたらす可能性があると信じています。」
この研究のもう一人の共著者であるスワティ・ラージプート博士は、「CMOS互換のプラズモニック導波路の開発は、次世代の光デバイスの実現に向けた重要なステップです」と付け加えた。私たちの研究は、この目標を達成するための有望な道筋を提供します。」
この研究の 3 人目の共著者であるシェリフ・ナシフ氏は次のように述べています。 テクノロジー。私たちは、プラズモニック導波路が通信、ヘルスケア、製造などの幅広い産業で中心的な役割を果たす未来を思い描いています。」
研究者の新しい方法は、SiO を利用してプラズモニック構造を CMOS 技術に統合するという課題を克服します2/ITO ヘテロインターフェース。 ITO は、CMOS テクノロジーと互換性のある透明な導電性酸化物です。 SiO2 CMOSデバイスで一般的に使用される誘電体材料です。 SiO2/ITO ヘテロ界面は、プラズモニック導波路内の光の伝播を変調するために使用できる強力な電場を提供します。
どちらのデバイスも優れたパフォーマンスを示しました。光変調導波路は、1 µm の導波路長で 0.13 dB/µm を超える消光比 (ER) と 10 dB/µm 未満の挿入損失 (IL) を示しました。 4 番目のデバイスは、振幅、位相、または XNUMX 直交振幅変調を実現しました。
同チームの研究は、CMOS互換のプラズモニック導波路の開発において重要な前進となる。彼らの新しい方法は、プラズモニック導波路を多くのアプリケーションにとってより実用的なものにする可能性があります。
「私たちの結果は、SiO の可能性を示しています。2CMOS互換のプラズモニック導波路変調用の/ITOヘテロ界面」とアルファラジ博士は述べた。 「私たちは、この技術を新世代の光デバイスの開発に使用できると信じています。」
「私たちはこの新しい技術の可能性に非常に興奮しています」とヘルミー博士は言いました。