Amr S. Helmy 박사가 이끄는 토론토 대학의 연구원들은 전기광학 SiO2를 통합하는 새로운 방법을 개발했습니다.2/ITO 헤테로인터페이스를 금속-절연체로-반도체 (MIS) 구조. 이러한 획기적인 발전은 보다 효율적이고 컴팩트한 광소자의 개발로 이어질 것으로 예상됩니다.
"우리의 접근 방식은 CMOS 호환 플라즈몬 도파관 변조기의 개발을 예고합니다"라고 연구의 주요 저자이자 토론토 대학의 KAUST Ibn Rush 박사후 연구원인 Nasir Alfaraj 박사는 말했습니다. "이것은 통신, 데이터 저장, 의료 영상을 포함한 광범위한 응용 분야에 큰 영향을 미칠 것입니다."
새로운 방법은 실리카(SiO)의 얇은 층을 성장시키는 것을 포함합니다.2) ITO 위에. 이는 상당한 광 제한 및 전기 광학 변조를 허용하는 헤테로인터페이스를 생성합니다.
“시오2쇼트키 Al/SiO의 통합과 함께 /ITO 헤테로 인터페이스2 접합 및 MIS 스택은 우리의 광 도파관 장치의 핵심 구성 요소입니다.”라고 이 연구의 주요 조사자인 Helmy 박사는 설명했습니다. "이를 통해 전기장을 사용하여 ITO 층의 광학 특성을 조정할 수 있습니다."
에 발표된 논문에서 조명: 고급 제조, 토론토 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과의 Edward S. Rogers Sr. 연구원들은 두 개의 MIS 장치를 제작하여 새로운 방법의 효율성을 입증했습니다. 첫 번째 장치는 SiO2를 사용했습니다.2/ITO 이종 구조는 얇은 다결정질 티타늄 질화물(poly-TiN) 위에 성장하고 알루미늄(Al) 박막 접촉 전극으로 ITO 측면을 덮습니다. 두 번째 장치는 SiO2와 함께 반도체 ITO 층을 통합한 광 도파관입니다.2 SOI(silicon-on-insulator) 플랫폼에 구현된 유전체 스페이서입니다.
연구의 공동 저자 중 한 명인 Charles Chih-Chin Lin 박사는 다음과 같이 말했습니다. “이 연구는 플라즈몬 분야에서 상당한 발전을 의미합니다. 우리는 이것이 광소자를 설계하고 제조하는 방식에 혁명을 일으킬 잠재력이 있다고 믿습니다.”
이번 연구의 또 다른 공동저자인 Swati Rajput 박사는 “CMOS 호환 플라즈몬 도파관의 개발은 차세대 광학 장치를 실현하는 데 중요한 단계입니다. 우리의 연구는 이 목표를 달성하기 위한 유망한 경로를 제공합니다.”
이번 연구의 세 번째 공동 저자인 셰리프 나시프(Sherif Nasif)는 다음과 같이 말했습니다. technology. 우리는 플라즈몬 도파관이 통신, 의료, 제조를 포함한 광범위한 산업에서 중추적인 역할을 하는 미래를 상상합니다.”
연구원의 새로운 방법은 SiO2를 활용하여 플라즈몬 구조를 CMOS 기술에 통합하는 과제를 극복합니다.2/ITO 헤테로인터페이스. ITO는 CMOS 기술과 호환되는 투명 전도성 산화물입니다. SiO2 CMOS 장치에 일반적으로 사용되는 유전체 재료입니다. SiO2/ITO 헤테로인터페이스는 플라즈몬 도파관에서 빛 전파를 조절하는 데 사용할 수 있는 강력한 전기장을 제공합니다.
두 장치 모두 뛰어난 성능을 보였습니다. 광 변조 도파관은 1μm 도파관 길이에 대해 0.13dB/μm보다 큰 소광비(ER)와 10dB/μm 미만의 삽입 손실(IL)을 가졌습니다. 두 번째 장치는 진폭, 위상 또는 4-직교 진폭 변조를 달성했습니다.
팀의 연구는 CMOS 호환 플라즈몬 도파관 개발에 있어 중요한 진전입니다. 그들의 새로운 방법은 잠재적으로 플라즈몬 도파관을 다양한 응용 분야에 더 실용적으로 만들 것입니다.
“우리의 결과는 SiO2의 잠재력을 보여줍니다.2/CMOS 호환 플라즈몬 도파관 변조를 위한 ITO 헤테로인터페이스”라고 Alfaraj 박사는 말했습니다. "우리는 이 기술이 차세대 광자 장치를 개발하는 데 사용될 수 있다고 믿습니다."
Helmy 박사는 “우리는 이 새로운 기술의 잠재력에 매우 기대하고 있습니다.