项目名称: 基于石墨烯的光调制器关键技术的研究

项目编号: No.61335006

项目类型: 重点项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 王永生

作者单位: 北京交通大学

项目金额: 270万元

中文摘要: 过去几年中,人们对硅基光调制器进行了大量的研究。但由于其脆弱的电光属性、毫米级别的阵脚密度、窄带宽、复杂的光学设计,苛刻的温度限制等影响,难以满足大规模集成电路的需要。找到一种具备有足够的光调制速度和强度,又能够与氧化物金属半导体(CMOS)互补相兼容的材料,成为目前学术界研究热点。本项目主要研究石墨烯类二维材料的结构、能带和性能调控,重点围绕石墨烯类二维材料的特点,充分发挥其材料结构的优势,为石墨烯类二维材料的器件结构和制造提供理论依据。研究不同元素在石墨烯中的掺杂,在石墨烯片层中引入碳原子外的其他杂原子实现对其载流子迁移率和能带宽度的控制。探究石墨烯类二维材料中载流子的寿命和三阶非线性响应等对光子相互作用的机制,研究与硅融合的石墨烯类二维材料的光调制器件集成关键科学问题,并对其相关特性进行深入剖析,为实现调制速度高,调制带宽大,阵脚密度小石墨烯类二维材料光调制器件的应用打下坚实的基础。

中文关键词: 光调制器;石墨烯;二维材料;化学气相沉积;纳米带

英文摘要: In the past few years, a lot of research of silicon-based optical modulators have been done. However, due to its weak electro-optical properties, millimeter level of the foot print density, narrow bandwidth, complicated optical design and harsh temperature limit, silicon-based optical modulator is difficult to meet the needs of the LSIC. Nowadays, people try to find materials having sufficient speed and intensity of optical modulation while compatible with metal oxide semiconductor (CMOS). This project is focusing on the structure, energy band and functionalization of graphene kind 2-D materials. By analysing these characteristics and advantages, we can provide theoretical basis for device structure and manufacture technology based on graphene kind materials. We also try to control the carrier mobility and band gap by introducing hetero atoms into graphene sheet. Carrier lifetime and photo interaction mechanism with graphene (like the third-order nonlinear response) will be studied. This project will make foundation of designing graphene-based optical modulators which have high modulation speed, wide modulation bandwidth as well as small foot print.

英文关键词: optical modulator;graphene;2-D material;CVD;Nanoribbon

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