Complex oxide thin films towards surface-phonon-polariton-based infrared optoelectronics [Invited]
Notice bibliographique
Résumé
Infrared nanophotonics offers enormous potential for enhancing infrared optoelectronic technologies, due to the ability to confine light to deeply sub-wavelength dimensions. One of the limitations of traditional nanophotonics approaches is the inherent losses present in the plasmonic materials that are conventionally used. Surface phonon polaritons offer a lower-loss alternative but are more difficult to integrate with conventional III-V-based semiconductors used for infrared optoelectronics. In this work, we examine the properties of complex oxides, which can be grown directly onto III-V semiconductors for the purpose of infrared light detection. We grow films of both SrTiO 3 and BaTiO 3 on GaAs using pulsed laser deposition, and examine their properties using a combination of X-ray diffraction, atomic force microscopy, transmission electron microscopy, and infrared reflectance spectroscopy. We find that the films grown exhibit good crystallinity with smooth, uniform surfaces, and with occasional minor misoriented grains. Their optical properties indicate higher losses than perfect single crystal substrates, but by less than a factor of two, with phonon Q factors of 18-60, which is favorable when compared with plasmonic materials. We then conduct numerical simulations, which show that these films can be used to create surface phonon polariton infrared detectors that outperform similar metallic gratings by a factor of four. Our results show that the integration of oxide materials with conventional semiconductors is a viable route to improving infrared detector technology, competitive with other nanophotonics approaches.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».