集成二维材料非线性光学特性研究进展

作     者：刘宁 刘肯 朱志宏 Liu Ning;Liu Ken;Zhu Zhi-Hong

作者机构：国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室长沙410073 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第17期

页      面：104-120页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：硅/氮化硅光子平台 二维材料 光子集成 非线性增强 材料生长 

摘      要：全光信号处理中具有优异非线性光学特性的光子平台对于提升器件的集成度、调制速度以及工作带宽等性能参数至关重要.成熟的硅、氧化硅以及氮化硅光子平台由于材料本身中心对称,基于这些平台的集成光子器件可实现的非线性光学功能受限;二维材料尽管有着优异的非线性光学特性,但只有原子层厚,其非线性潜能无法被充分利用.将二维材料与成熟的光子平台集成,在充分利用光子平台成熟加工工艺的基础上,可以显著提高光与二维材料的相互作用,提升光子平台的非线性光学性能.基于以上背景,本文总结了近年来在基于转移方法和直接生长法制备的多种异质集成二维材料光子器件中进行非线性光学特性研究的最新进展;阐述了相较于传统转移方法,基于直接生长方法进行集成二维材料非线性光学研究的优势以及未来需要解决的技术难点;指明了该领域未来的研究发展趋势;并指出直接在各种成熟的光子平台上生长二维材料进行集成非线性光学特性的研究会对未来光通信、信号处理、光传感以及量子技术等领域的发展产生深远影响.