Forskere ved University of Toronto, ledet av Dr. Amr S. Helmy, har utviklet en banebrytende metode for å integrere elektrooptiske heterointerfaces SiO2/ITO i metall-isolator-halvleder-strukturer. Denne nyvinningen forventes å føre til utviklingen av mer effektive og kompakte fotoniske enheter.
Metoden innebærer vekst av et tynt lag silika (SiO2) på overflaten av ITO, som skaper et heterointerface som tillater betydelig lyskonfinement og elektrooptisk modulering, forklarte Dr. Helmy, prosjektets ledende forsker.
Forskerne fra Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical & Computer Engineering ved University of Toronto demonstrerte effektiviteten av sin nye metode ved å lage to MIS-strukturer. Den første enheten bruker en SiO2/ITO heterostruktur vokst på et tynt lag av polykrystallinsk titan nitrid (poly-TiN) og dekket på ITO-siden med et tynt lag aluminum (Al) kontakt elektrode. Den andre enheten er en optisk bølgelengdeguide som bruker et ITO halvlederlag med en dielektrisk spacer SiO2, implementert på en silisium-på-isolator (SOI) substratplateform.
«Denne forskningsmetoden representerer en betydelig utvikling på området plasmonikk. Vi tror den har potensialet til å revolusjonere måten fotoniske enheter blir designet og skapt på,» kommenterte Dr. Charles Chih-Chin Lin, en av medforfatterne av studien.
Dr. Swati Rajput, en annen medforfatter av studien, la til: «Utviklingen av plasmoniske bølgelengdeguider som er kompatible med CMOS-teknologi, er et avgjørende skritt mot å oppnå neste generasjon optiske enheter. Vår forskning åpner en lovende vei for å oppnå dette målet.»
Sherif Nasif, den tredje medforfatteren av studien, understreket: «Vi er begeistret for de potensielle anvendelsene av denne teknologien. Vi ser for oss en fremtid der plasmoniske bølgelengdeguider spiller en nøkkelrolle i ulike bransjer, inkludert telekommunikasjon, helsevesen og produksjon.»
Forskerens oppdagelse overvinner utfordringen med å integrere plasmoniske strukturer i CMOS-teknologi ved hjelp av SiO2/ITO heterointerfaces. ITO er en transparent ledende oksid som er kompatibel med CMOS-teknologi, og SiO2 er et dielektrisk materiale som ofte brukes i CMOS-enheter. SiO2/ITO heterointerfacen skaper et sterkt elektrisk felt som kan brukes til å modulere lysutbredelse i en plasmonisk bølgelengdeguide.
Begge enhetene viste utmerket ytelse. Den modulerende bølgelengdeguiden oppnådde en utryddelsesforhold (ER) større enn 1 dB/µm og innsettingsdempninger (IL) under 0,13 dB/µm for en bølgelengdeguide på 10 µm. Den andre enheten oppnådde amplitudemodulering, faseendring eller amplitudemodulering i alle fire kvadraturer.
Forskerteamets forskning representerer et betydelig fremskritt i utviklingen av CMOS-kompatible plasmoniske bølgelengdeguider. Deres nye metode gjør potensielt plasmoniske bølgelengdeguider mer praktiske i ulike applikasjoner.
«Resultatene fra vår forskning viser potensialet til SiO2/ITO heterointerfaces for å modulere CMOS-kompatible plasmoniske bølgelengdeguider,» sa Dr. Alfaraj. «Vi tror denne teknologien kan brukes til å utvikle neste generasjons fotoniske enheter.»
«Vi er veldig spente på potensialet til denne nye teknologien,» la Dr. Helmy til.
FAQ:
1. Hvilken ny metode utviklet forskerne ved University of Toronto?
Forskerne ved University of Toronto har utviklet en ny metode for å integrere elektrooptiske heterointerfaces SiO2/ITO i metall-isolator-halvleder-strukturer, som forventes å føre til utviklingen av mer effektive og kompakte fotoniske enheter.
2. Hvordan fungerer denne nye metoden for integrering av elektrooptiske heterointerfaces?
Metoden innebærer vekst av et tynt lag silika (SiO2) på overflaten av ITO, som skaper et heterointerface som tillater betydelig lyskonfinement og elektrooptisk modulering.
3. Hvilke enheter ble opprettet av forskerne ved University of Toronto?
Forskerne opprettet to strukturer: den første enheten bruker en SiO2/ITO heterostruktur, og den andre enheten er en optisk bølgelengdeguide som bruker et ITO halvlederlag med en dielektrisk spacer SiO2.
4. Hva er de potensielle bruksområdene for denne nye teknologien?
Forskerne ser for seg en fremtid der plasmoniske bølgelengdeguider spiller en nøkkelrolle i ulike bransjer som telekommunikasjon, helsevesen og produksjon.
5. Hvilken ytelse har begge enhetene?
Den modulerende bølgelengdeguiden oppnådde en utryddelsesforhold (ER) større enn 1 dB/µm og innsettingsdempninger (IL) under 0,13 dB/µm for en bølgelengdeguide på 10 µm. Den andre enheten oppnådde amplitudemodulering, faseendring eller amplitudemodulering i alle fire kvadraturer.
6. Hvordan kan denne nye metoden bidra til utviklingen av CMOS-kompatible plasmoniske bølgelengdeguider?
Den nye metoden for integrering av SiO2/ITO heterointerfaces gjør potensielt plasmoniske bølgelengdeguider mer praktiske i ulike applikasjoner.
7. Hvordan vurderer forskerne potensialet til denne nye teknologien?
Forskerne er svært spente på potensialet til denne nye teknologien og tror den kan brukes til å utvikle neste generasjons fotoniske enheter.
Definisjoner av nøkkelbegreper brukt i artikkelen:
– Elektrooptiske heterointerface: Overflaten der interaksjon oppstår mellom et isolerende materiale og en halvleder, som gjør det mulig med lysmodulering.
– CMOS: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. En elektronisk teknologi brukt til produksjon av integrerte kretser.
– Plasmonikk: Vitenskapen om å manipulere elektromagnetiske bølger ved hjelp av overflateplasmoner.
Foreslåtte relaterte lenker til hoveddomenet:
– University of Toronto: [lenke](https://www.utoronto.ca/)
– The Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical & Computer Engineering at the University of Toronto: [lenke](https://www.ece.utoronto.ca/)
(Kilde: [Example.com](https://www.example.com))
The source of the article is from the blog elblog.pl