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低损耗、宽带非易失性相变定向耦合器开关
摘要: 大规模光子集成电路对现场可编程门阵列(FPGA)的光学等效器件具有浓厚兴趣。以往依赖弱且易失的热光或电光效应的可编程光子器件通常存在占用面积大、能耗高的问题。相变材料(PCMs)因相变时折射率呈现大幅非易失性变化而成为有前景的解决方案,但其较大的光学损耗构成严重障碍。本研究通过采用非对称定向耦合器设计,展示了基于非易失性PCM包覆硅基光子结构的1×2和2×2开关,在30纳米带宽范围内保持小于-10分贝的低串扰,同时实现约1分贝的低插入损耗与仅约30微米的紧凑耦合长度。所报道的光开关将成为光FPGA中光互连网络的基础构建单元,适用于光互连、神经形态计算、量子计算及微波光子学等应用领域。
关键词: 硅光子学、非易失性、光开关、相变材料、可重构光子学、集成光子器件
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于Bi<sub>2</sub>Te<sub>3</sub>纳米片薄膜的柔性非易失性阻变存储器件
摘要: 柔性非易失性阻变存储器是下一代存储技术的有力候选者。探索新材料对提升柔性非易失性阻变存储器的性能至关重要。本研究首次将拓扑绝缘体碲化铋(Bi2Te3)纳米片薄膜引入典型的Ag/Bi2Te3/氧化铟锡/聚对苯二甲酸乙二醇酯三明治结构中,该结构具有良好的柔韧性,展现出非易失性双极性阻变特性、优异的操作电压、良好的机械柔韧性和存储稳定性。此外,载流子传输的主导机制为陷阱控制的空间电荷限制电流和热电子发射。本研究将为Bi2Te3纳米片在柔性电子器件中的应用提供新机遇。
关键词: 阻变效应、碲化铋、柔性存储器、非易失性、过滤
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第16届第四组光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四组光子学国际会议(GFP) - 非易失性氧化铟锡电光开关
摘要: 给定文本中未提供该论文的摘要。
关键词: 非易失性、硅光子学、氧化铟锡、电光开关
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用石墨烯加热器模拟非易失性相变集成纳米光子结构的电学开关特性
摘要: 集成纳米光子学的进步使得面向通用电子-光子片上系统的大规??杀喑坦庾蛹傻缏罚≒IC)成为可能。这类依赖微弱且易失的热光或电光效应的系统通常表现出有限的可重构性,同时伴随高能耗与大尺寸问题。通过采用硫系相变材料(如Ge2Sb2Te5/GST),可在相变时以自保持方式提供显著光学对比度来应对这些挑战。然而当前基于PCM的集成光子应用受限于光学/电学自加热驱动方案的可扩展性,仅能实现单器件或简单PIC。虽然外部电热器导热加热支持大规模集成与大范围开关,但快速高效的电控方案仍有待突破。 本研究基于可编程硅基GST平台,建立了石墨烯加热器驱动的GST包覆集成纳米光子结构电学开关模型。得益于石墨烯超低热容与高面内热导率特性,该结构在实现完全相变(确保强衰减~6.46 dB/μm及1550 nm波长处~0.28π/μm光学相位调制)的同时,展现出约80 MHz的高开关速度及优异能量效率(结晶态19.2 aJ/nm3,非晶态6.6 aJ/nm3)。相较于氧化铟锡和硅p-i-n加热器,石墨烯加热器结构在加热效能与整体性能方面呈现两个数量级的优势。本研究有助于解析PIC中导热加热驱动相变的机理,为未来大规模PCM基电子-光子系统发展奠定基础。
关键词: 石墨烯、非易失性、可重构光子学、相变材料、硅光子学、集成纳米光子结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第16届第四族光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四族光子学国际会议(GFP) - 非易失性氧化铟锡电光开关
摘要: 给定文本中未提供该论文的摘要。
关键词: 硅光子学、电光开关、氧化铟锡、非易失性
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 硅光子平台实现电光双稳态的新型分子基材料
摘要: 电光双稳态是一种对广泛应用至关重要的功能特性,它能实现非易失性和超低功耗的开关性能。我们研究了在硅平台上集成具有自旋交叉(SCO)效应的分子材料以实现光学双稳态。SCO现象涉及两种分子自旋态之间的转换过程。这种自旋跃迁伴随着光学折射率的变化,该变化可通过温度变化或光照等不同外部刺激进行调控,并具有滞后特性。SCO材料可合成纳米颗粒形式,从而便于集成到硅平台中,并有望实现室温下的开关操作。
关键词: 切换、分子材料、硅光子学、光学双稳态、非易失性
更新于2025-09-12 10:27:22
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Bi<sub>0.93</sub>Sb<sub>0.07</sub>/PMN-0.29PT(111)异质结构的电场可控非易失性多级电阻开关
摘要: 在Bi0.93Sb0.07/0.71Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.29PbTiO3(111)(PMN-0.29PT)异质结构中,于室温下实现了电场可切换的多级非易失性电阻态。在对PMN-0.29PT进行初始极化过程中,Bi0.93Sb0.07薄膜的电阻随电场的变化有效跟踪了PMN-0.29PT中电场诱导的面内应变变化,表明电阻切换主要由铁电畴切换诱导的晶格应变主导,而非畴切换诱导的极化电荷。在PMN-0.29PT(111)衬底的矫顽场EC附近,于300 K实现了约7%的相对电阻变化ΔR/R,在180 K时高达约10%。由于从PMN-0.29PT到薄膜的非易失性残余应变传递,通过精确控制电场脉冲序列,在室温下可获得至少五种具有良好耐久性的稳定电阻态,为构建多态阻变存储器提供了一种简单且节能的方法。
关键词: Bi0.93Sb0.07/PMN-0.29PT(111)异质结构,非易失性,多级电阻开关,铁电畴翻转诱导的晶格应变,电场
更新于2025-09-10 09:29:36
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镍价态与SmNiO?化学晶体管电阻调制之间的关联
摘要: 对由SmNiO3(SNO)薄膜沟道和离子液体栅极绝缘体构成的化学场效应晶体管(FET),系统研究了不同栅压(Vg)施加条件下的电阻调制特性。该SNO化学FET的沟道电阻随温度、Vg幅值及Vg作用时间的变化呈现非线性宽域调节。通过X射线光电子能谱定量揭示了调制电阻与镍价态的关联规律。基于SNO沟道还原反应动力学建立了描述Vg施加条件下电阻变化的模型,该模型可预测特定Vg条件下的电阻值,并成功实现了宽范围电阻的选择性调制。
关键词: 控制电阻调制、非易失性、氧化还原反应、氧空位、镍酸盐薄膜
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于聚[(9,9-二正辛基芴-2,7-二基)-交替-(苯并[2,1,3]噻二唑-4,8-二基)]:聚乙烯吡咯烷酮复合材料的溶液法制备柔性非易失性阻变器件及其导电机理
摘要: 近期,用于可穿戴电子器件的溶液法制备阻变开关因其工艺简便而备受关注,在不同应用领域展现出需求。本文提出一种基于两种聚合物——聚[(9,9-二正辛基芴-2,7-二基)-交替-(苯并[2,1,3]噻二唑-4,8-二基)](F8BT)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合材料的溶液法阻变存储器件,该器件通过旋涂技术在柔性氧化铟锡(ITO)包覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上制备而成。所制器件在±1.5V的小幅工作电压扫描下展现出优异的非易失性双极性阻变特性,其高阻态(HRS)和低阻态(LRS)电阻值分别为92678.89Ω和337.85Ω。为验证非易失性与长期稳定性,器件经700次以上耐久循环测试,期间HRS与LRS波动值分别为48Ω和37.35Ω。60天以上的保持时间测试显示ROFF/RON比值为274.31。器件可承受<10mm直径的弯曲形变,并采用场发射扫描电镜(FESEM)分析其形貌特征。通过log-log I-V斜率拟合曲线证实,该器件的导电机理符合空间电荷限制传导(SCLC)机制。研究结果表明,基于F8BT:PVP复合材料的阻变器件有望成为未来柔性低功耗非易失性阻变存储器的理想候选方案。
关键词: 阻变效应、复合材料、F8BT、溶液法制备、柔性、非易失性、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、导电机理
更新于2025-09-04 15:30:14