Исследователи из Университета Торонто под руководством доктора Амра С. Хелми разработали новый метод интеграции электрооптического SiO.2/ITO-гетероинтерфейсы металл-изолятор-полупроводник (МИС) структуры. Ожидается, что этот прорыв приведет к разработке более эффективных и компактных фотонных устройств.
«Наш подход знаменует собой разработку КМОП-совместимых модуляторов плазмонных волноводов», — сказал доктор Насир Альфарай, ведущий автор исследования и научный сотрудник KAUST Ibn Rush в Университете Торонто. «Это окажет глубокое влияние на широкий спектр приложений, включая телекоммуникации, хранение данных и медицинскую визуализацию».
Новый метод предполагает выращивание тонкого слоя кремнезема (SiO2) поверх ITO. Это создает гетероинтерфейс, который обеспечивает значительное ограничение света и электрооптическую модуляцию.
«СиО2/ITO гетероинтерфейс вместе с интеграцией Шоттки Al/SiO2 Переход и пакет МДП являются ключевым компонентом нашего оптического волноводного устройства», — объяснил доктор Хелми, главный исследователь этого исследования. «Это позволяет нам настраивать оптические свойства слоя ITO с помощью электрического поля».
В своей статье, опубликованной в Свет: передовое производствоИсследователи из факультета электротехники и вычислительной техники Эдварда С. Роджерса-старшего Университета Торонто продемонстрировали эффективность своего нового метода, изготовив два устройства MIS. Первое устройство использовало SiO2Гетероструктура /ITO, выращенная на тонком поликристаллическом нитриде титана (поли-TiN) и закрытая со стороны ITO тонкопленочным контактным электродом из алюминия (Al). Второе устройство представляет собой оптический волновод, содержащий полупроводниковый слой ITO с слоем SiO.2 диэлектрическая прокладка, реализованная на платформе кремний-на-изоляторе (КНИ).
Доктор Чарльз Чи-Чин Лин, один из соавторов исследования, прокомментировал: «Это исследование знаменует собой значительный прогресс в области плазмоники. Мы считаем, что это может произвести революцию в способах проектирования и производства фотонных устройств».
Доктор Свати Раджпут, еще один соавтор исследования, добавил: «Разработка КМОП-совместимых плазмонных волноводов является важным шагом на пути к созданию оптических устройств следующего поколения. Наше исследование открывает многообещающий путь к достижению этой цели».
Шериф Насиф, третий соавтор исследования, отметил: «Мы в восторге от потенциальных применений этого исследования. technology. Мы предвидим будущее, в котором плазмонные волноводы будут играть ключевую роль в широком спектре отраслей, включая телекоммуникации, здравоохранение и производство».
Новый метод исследователя решает проблему интеграции плазмонных структур в КМОП-технологию с использованием SiO.2/ITO гетероинтерфейсы. ITO — это прозрачный проводящий оксид, совместимый с технологией КМОП. SiO2 — диэлектрический материал, который обычно используется в КМОП-устройствах. СиО2Гетероинтерфейс /ITO создает сильное электрическое поле, которое можно использовать для модуляции распространения света в плазмонном волноводе.
Оба устройства показали отличную производительность. Светомодулирующий волновод имел коэффициент затухания (ER) более 1 дБ/мкм и вносимые потери (IL) менее 0.13 дБ/мкм для длины волновода 10 мкм. Второе устройство обеспечивало амплитудную, фазовую или 4-квадратурную амплитудную модуляцию.
Исследования команды являются значительным шагом вперед в разработке КМОП-совместимых плазмонных волноводов. Их новый метод потенциально сделает плазмонные волноводы более практичными для множества приложений.
«Наши результаты демонстрируют потенциал SiO2/ITO-гетероинтерфейсы для КМОП-совместимой модуляции плазмонных волноводов», — сказал д-р Альфарай. «Мы считаем, что эту технологию можно использовать для разработки фотонных устройств нового поколения».
«Мы очень воодушевлены потенциалом этой новой технологии», — сказал доктор Хелми.