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2025 article

High-Efficiency Cladding-Free Thermo-Optic Modulators via 1T′-MoTe 2 /Silicon Waveguides

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Rattachement africain : cn, no. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Silicon-based optical modulators are crucial for advancing silicon photonics, particularly in optical communication and sensing applications. Thermo-optic (TO) modulation is a convenient and effective approach with a large phase modulation depth, which stands out among various techniques. However, conventional TO modulators face inherent trade-offs: metallic heaters require thick SiO 2 isolation layers that limit thermal efficiency, while graphene-based designs incur large optical losses from transfer process-induced interfacial defects and absorption, ultimately restricting scalability in photonic integrated circuits. Herein, we demonstrate a high-efficiency thermo-optic Mach–Zehnder modulator (TO-MZM) based on 1T′-MoTe 2 /silicon hybrid waveguides at a 1550 nm telecommunication wavelength. Through direct in situ fabrication of the hybrid waveguide structures on large-scale 1T′-MoTe 2 films grown on silicon-on-insulator (SOI) substrates, our design eliminates the requirement for thick silicon dioxide cladding in conventional metal-heater architectures while simultaneously improving thermal transfer efficiency and maintaining CMOS process compatibility. The device achieves a heating efficiency of 82.73 K·μm 3 /mW and an optimized phase-tuning efficiency of 0.396 π·mW –1 with low optical loss, surpassing the performance metrics of previously reported electrically controlled TO-MZMs. Furthermore, the device achieves 30° beam steering in a 16-channel optical phased array, highlighting its potential for wide field view and low-power applications in LiDAR systems. Our results offer a scalable, energy-efficient solution for next-generation optical modulators in advanced optoelectronic systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
High-Efficiency Cladding-Free Thermo-Optic Modulators via 1T′-MoTe <sub>2</sub> /Silicon Waveguides
Date Crossref
24/07/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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