Nano Lett.:黑磷集成硅光子波导用做中红外发光二极管
芣苢 西瓜 2020-08-23

基于III–V / II–VI材料的发光二极管(LEDs)在中红外(mid-IR)区域具有出色的性能,从而在传感领域具有广泛的应用,包括环境监测,防御和医学诊断。人们正在努力通过将中红外发射器异质集成到硅光子芯片上,以实现芯片传感器。但是,这种方法受到与异质集成过程相关的高成本和界面应变的限制。近日,台湾清华大学ChangHua Liu,华盛顿大学Arka Majumdar等报道了一种基于黑磷(BP)的范德华(vdW)异质结构被用作室温LEDs。

本文要点:

1在偏置电压下,高密度的电流可以从石墨稳定地注入BP,从而导致线性偏振的中红外光发射,这与BP的直接窄间隙(〜0.3 eV)和各向异性的光电性能有关。基于黑磷(BP)的范德华(vdW)异质结构的设备发出线性偏振光,光谱覆盖了技术上重要的中红外大气窗口。

2此外,BP LEDs具有快速的调制速度和出色的操作稳定性。测得的峰值外部量子效率可与III–V / II–VI中红外LEDs媲美。

3通过利用vdW异质结构的可集成性,作者进一步演示了集成了硅光子波导的BP LED。

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Tian-Yun Chang, et al. Black phosphorus mid-infrared light emitting diodes integrated with silicon photonic waveguides. Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02818

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c02818

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