論文の概要: An electrically-driven Carbon nanotube-based plasmonic laser on Silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.09871v1
• Date: Wed, 17 May 2023 00:58:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 18:03:18.153796
• Title: An electrically-driven Carbon nanotube-based plasmonic laser on Silicon
• Title（参考訳）: シリコン上の電気駆動カーボンナノチューブ型プラズモニックレーザー
• Authors: Ke Liu, Behrouz Movahhed Nouri, Elham Heidari, Hamed Dalir and Volker J. Sorger
• Abstract要約: フォトニック信号処理は、高変調帯域を持つ効率的なオンチップ光源を必要とする。 電気駆動型カーボンナノチューブ (CNT) ベースのレーザーで, 強い光物質相互作用を生かしたレーザーについて述べる。 レーザーは、プラズモン金属-酸化物-半導体ハイブリッドモードの両方からなるコンボキャビティ内の単層CNTによって形成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.229250780128436
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photonic signal processing requires efficient on-chip light sources with higher modulation bandwidths. Todays conventional fastest semiconductor diode lasers exhibit modulation speeds only on the order of a few tens of GHz due to gain compression effects and parasitic electrical capacitances. Here we theoretically show an electrically-driven Carbon nanotube (CNT)-based laser utilizing strong light-matter-interaction via monolithic integration into Silicon photonic crystal nanobeam (PCNB) cavities. The laser is formed by single-walled CNTs inside a combo-cavity consisting of both a plasmonic metal-oxide-semiconductor hybrid mode embedded in the one dimensional PCNB cavity. The emission originates from interband recombinations of electrostatically-doped nanotubes depending on the tubes chirality towards matching the C-band. Our simulation results show that the laser operates at telecom frequencies resulting in a power output > 3 (100) uW and > 100 (1000)GHz modulation speed at 1x (10x) threshold. Such monolithic integration schemes provide an alternative promising approach for light source in future photonics integrated circuits.
• Abstract（参考訳）: フォトニック信号処理は、高変調帯域を持つ効率的なオンチップ光源を必要とする。 今日では、従来の高速半導体ダイオードレーザーは、圧縮効果と寄生電気容量のため、数GHzの順序で変調速度を示すのみである。 ここでは、シリコンフォトニック結晶ナノビーム(PCNB)キャビティへのモノリシック集積による強力な光物質相互作用を利用した電気駆動型カーボンナノチューブ(CNT)レーザーについて述べる。 レーザーは、一次元PCNBキャビティに埋め込まれたプラズモン金属-酸化物-半導体ハイブリッドモードの両方からなるコンボキャビティ内の単層CNTによって形成される。 放射は、Cバンドの整合性に応じて静電ドープされたナノチューブのバンド間再結合に由来する。 シミュレーション結果から,レーザは通信周波数で動作し,出力が3(100)uw以上,変調速度が100(1000)ghz以下で1x(10x)しきい値で動作していることが分かった。 このようなモノリシックな統合スキームは、将来のフォトニクス集積回路において、光源に代替可能なアプローチを提供する。

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