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首页>> news>> 2023年11月组内文献阅读汇报



Bi2O2Se铁电半导体中铁电极化的转换


在以数据为中心的驱动下,高集成度的铁电电子元件被认为是半导体电子的前沿,可以满足新兴的功能多样化,如非易失性存储器、逻辑、人工大脑、神经形态传感器等。2D层状铁电半导体还具有许多其他有趣的特征,例如超薄的几何结构,没有悬键和易于集成。空气稳定的Bi2O2Se具有优异的半导体特性,例如中等带隙(0.8 eV),高载流子迁移率和前所未有的光学灵敏度。由于自发晶格畸变导致反演对称性被打破,半导体Bi2O2Se被发现具有室温铁电性。香港城市大学Johnny C. Ho等报道了一种室温2D层状铁电半导体Bi2O2Se,其厚度为7.3 nm(≈12层),压电系数(d33)为4.4±0.1 pm V-1。这些结果证明了Bi2O2Se中铁电性与半导体性的协同结合,为将传感、逻辑和存储功能集成到单个材料系统中奠定了基础,从而可以克服冯·诺依曼架构的瓶颈。

Advanced Materials 35, 2210854 (2023).



报告人:白庆虎


通过应变工程实现Bi2O2Se铁电半导体中铁电极化的转换


二维半导体应变工程在半导体领域有着广泛的应用,Bi2O2Se薄膜在大气压下不是铁电材料,西湖大学的Xiao Lin等证明了通过400 nN的应力可以实现铁电性的转化,并且通过测试二次谐波进一步证明了这种转变,这种铁电性质的转变可以用于忆阻器,为高性能的光电探测器和器件的进一步集成提供了一个新的自由度。

Advanced Materials 35, 2300450 (2023)..



报告人:白庆虎


Active Control over the Interplay between the Dark and Hidden Sides of Plasmonics Using Metallodielectric Au−Ge2Sb2Te5 Unit Cells


本文对金属介电纳米等离子体单元进行了系统的研究,对于纯金属单元和完整的纳米环,观察到法诺共振在近红外波段的激发。通过去除纳米环的部分弧形,干扰了磁模的振荡方向,并沿同一区域诱导了环偶极子共振。为了实现法诺和环偶极子共振模式之间可逆切换,本文将GST嵌入金属环中,并且利用时域有限差分方法,证实了通过改变所设计的等离子体谐振腔中GST的相态,环偶极子和法诺共振模式之间可以主动切换。本研究提供了一种有效且实用的方法来主动调控激发的等离子共振,而不改变单元结构的几何形状。主动控制窄可调谐法诺和环形模式之间的相互作用,在不同的波长具有快速跃迁将有望开发高效和实用的光子器件用于通信和成像应用。

Ahmadivand, A., B. Gerislioglu, and N. Pala, Journal of Physical Chemistry C, 2017. 121(36): p. 19966-19974.



报告人:韩卓轩


Optical Switching Using Transition from Dipolar to Charge Transfer Plasmon Modes in Ge2Sb2Te5 Bridged Metallodielectric Dimers


文章展示了由相变材料GST部分嵌入金属纳米二聚体中,激发偶极和电荷转移等离子体(CTP)共振模式,并且可以实现主动切换,其材料和电特性可以由外部刺激控制。GST的非晶相和结晶相的不同电学和光学特性提供了可调性的关键优势,GST两种相态的电阻对比(Ra/Rc)约为~107。在合理选择几何参数的基础上,利用GST非晶相的电学特性,调整了通信波段(λ~1.55μm)的偶极模式消光峰,认为其处于OFF状态。通过光学加热将GST相转变为晶体,允许电荷通过纳米片之间的连接处直接转移,并在远离电信波长的较长波长(λ~1.85μm)处形成明显的CTP峰,从而构成ON状态。实现不同相之间的共振峰大约有δ~300nm的位移,文章所研究的金属介电纳米结构的快速可逆开关性能可用于设计高效的全光和光电子通信器件。

Ahmadivand, A., B. Gerislioglu, R. Sinha, et al. Scientific Reports, 2017. 7: p. 8.



报告人:韩卓轩


Ultrafast mode-locked laser in nanophotonic lithium niobate


锁模激光器Mode-locked lasers (MLLs)可以产生峰值功率大大超过其平均功率的超短脉冲。然而,超快纳米光子电路集成锁模激光器MLL,因其典型的低峰值功率、缺乏可控性,以及与纳米光子平台集成还存在较大挑战。美国加州理工学院 (California Institute of Technology)Qiushi Guo,Alireza Marandi等人,在Science上发文,报道了纳米光子铌酸锂中的电泵浦有源锁模激光器MLL,并基于III-V半导体光放大器实现混合集成。 这种锁模激光器MLL,在1065nm附近产生4.8 ps光脉冲,重复频率约为10 GHz,能量超过2.6 pJ,峰值功率超过0.5 W。基于驱动频率和泵浦电流,在很宽的范围内,实现了控制输出的重复频率和载波包络偏移频率,可为完全稳定的片上光频梳提供新路径。  大的应用前景。

Qiushi Guo, Benjamin K. Gutierrez, Ryoto Sekine, et al. Science 382, 708-713(2023)



报告人:常文瑶


Ultra-low-power second-order nonlinear optics on a chip


现有的硅基光子电路利用了三阶光学非线性,但二阶非线性光学的类似集成平台仍然是一个突出的挑战。美国斯坦福大学Amir H. Safavi-Naeini研究组,在本文中展示了在集成薄膜铌酸锂光子电路中有效的倍频和阈值为几十微瓦的参量振荡。并且在室温下实现了参量振荡器的简并和非简并工作,并通过改变泵浦频率数百兆赫来调节其在1太赫兹的发射。最后,还观察了导致参量振荡的级联二阶过程。这些谐振二阶非线性电路将成为新兴的非线性和量子光子平台的重要组成部分。 本文在铌酸锂薄膜平台开发出倍频器和参量振荡器的高性能集成器件和组件,未来新型多功能集成光子技术有很

Timothy P. McKenna1, Hubert S. Stokowski, Vahid Ansari, et al. Nature Communications 13, 4532 (2022).



报告人:常文瑶


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