Forskare från Photonics Research Group, en imec-forskargrupp vid Ghent-universitetet och MIT, meddelar att de har integrerat en-fotongivare i 2D-material med ett fotonchip i kiselnitirid, SiN.

En central bit i fotoniska integrerade kretsar, PIC, är en singelfotonemitter (SPE). En mängd olika materialsystem har undersökts för att skapa sådana. 2D-baserade singelfotonemittrar har några unika egenskaper som gör dem särskilt tilltalande för integration med fotoniska integrerade kretsar:

* För det första kan de enkelt kopplas ihop med fotoniska integrerade kretsar och staplas för att skapa komplexa heterostrukturer.

* För det andra möjliggör de, på grund av sin tunnhet och frånvaro av total intern reflektion,  en mycket hög ljusextraktionseffektivitet. Det görs utan behov av ytterligare behandling. Det ger en effektiv och enkel fotonöverföring mellan värdenheten och den underliggande PIC.

* För det tredje blir 2D-material, som odlas med hög jämnhet över wafern, allt mer tillgängliga.

I nanoskala kopplade teamet samman 2D-baserade singelfotonemitttrar med en CMOS-kompatibel vågledare i kiselnitrid. Dessutom extraherade man de viktiga prestandaparametrarna och använde dem i en optimeringsanalys för att maximera en enda fotonextraktion. Det visade sig att även för måttliga kvantutbyten kunde dielektriska kaviteter utformas så att den enda fotonextraktionen i guidat läge kan nå balans.

– Resultaten innebär ett avgörande steg för att skala upp kvantfotoniska kretsar med 2D-baserade en-fotonkällor, säger Frédéric Peyskens, uppsatsens första författare.

Filed under: Utländsk Teknik