研究目的
研究基于透明导电氧化物和石墨烯的硅光调制器在电光调制应用中的性能对比。
研究成果
TCO和石墨烯平台在实现高性能调制器方面都展现出良好前景，这类调制器具有更小的尺寸和更低的能耗需求，其固有带宽值更是远超100 GHz。该评估为未来的实验研究提供了有价值且可靠的参考依据。
研究不足
该研究在速度计算中未考虑任何接触或外部驱动器阻力，这为所研究调制器的带宽带来了固有局限性。电极的金属特性可能会增加插入损耗值，尤其是对于TM偏振波。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用常规硅光波导作为基础物理系统，集成透明导电氧化物（TCO）薄膜或石墨烯-绝缘层-石墨烯结构。电光调制机制通过电栅控方式改变可配置材料中的自由载流子浓度。
2：样本选择与数据来源：
研究选用氧化铟锡（ITO）作为TCO材料，并采用石墨烯-绝缘层-石墨烯结构构建基于石墨烯的调制器。
3：实验设备与材料清单：
绝缘体上硅（SOI）波导、ITO薄膜、单层石墨烯、二氧化铪（HfO2）绝缘层。
4：实验流程与操作步骤：
针对TE和TM两种工作模式，从消光比、插入损耗、能耗及带宽等维度评估调制器性能。
5：数据分析方法：
基于固态物理原理建立载流子浓度变化效应模型，通过分析性能指标比较两种材料平台的特性。
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Silicon-on-Insulator Waveguide
Underlying physical system for the modulators
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Indium Tin Oxide Film
Electro-optic modulation material
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Graphene Monolayers
Electro-optic modulation material
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Hafnium Dioxide Insulating Layer
Insulating spacer in the modulator structure
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