石墨烯-硅基混合光子集成电路

发布时间：2018-01-26 04:36

本文关键词： 硅基光子学石墨烯光子学集成光子学　出处：《物理学报》2017年21期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：近年来硅基光子学已经慢慢走向成熟,它被认为是未来取代电子集成电路,实现下一代更高性能的光子集成电路的关键技术.这得益于硅基光子器件与现代的互补金属氧化物半导体工艺相兼容,能够实现廉价的大规模集成.然而,由于受硅材料本身的光电特性所限,在硅基平台上实现高性能的有源器件仍然存在着巨大挑战.石墨烯-硅基混合光子集成电路的发展为解决这一问题提供了可行的方案.这得益于石墨烯作为一种兼具高载流子迁移率、高电光系数和宽带吸收等优点的二维光电材料,能够方便地与现有硅基器件相集成,并充分发挥自身的光电性能优势.本文结合我们课题组在该领域研究的一些最新成果,介绍了国际上在石墨烯-硅基混合光子集成电路上的一些重要研究进展,涵盖了光源、光波导、光调制器和光探测器四个重要组成部分.
[Abstract]:In recent years, silicon-based photonics has gradually matured, and it is considered to be the future replacement of electronic integrated circuits. Key technologies for achieving the next generation of higher-performance photonic integrated circuits. This is due to the compatibility of silicon-based photonic devices with modern complementary metal-oxide semiconductor processes and the ability to achieve low-cost large-scale integration. It is limited by the photoelectric properties of the silicon material itself. There are still great challenges in achieving high performance active devices on silicon-based platforms. The development of graphene silicon-based hybrid photonic integrated circuits provides a feasible solution to this problem. It also has high carrier mobility. Two-dimensional optoelectronic materials with the advantages of high electro-optic coefficient and broadband absorption can be easily integrated with existing silicon based devices. This paper introduces some important research progress in graphene silicon-based hybrid photonic integrated circuits in the world. It covers four important components: light source, optical waveguide, optical modulator and photodetector.
【作者单位】：中国科学院物理研究所光物理实验室;中国科学院大学;华南理工大学物理与光电学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB632704) 国家自然科学基金(批准号:11434017)资助的课题~~
【分类号】：TN491
【正文快照】： 1引言自2004年首次在实验中通过机械剥离的方法制备成功后,石墨烯作为一种兼具高载流子迁移率、高机械强度以及高热导率等优越性质的二维材料,一直受到科学界和工业界的广泛关注mi.基于石墨烯的研究与应用涵盖了物理、化学、生物医学、材料科学和工程技术等方方面面.其中,作为

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