カルコゲナイドガラス・オン・グラフェンフォトニクス

二次元（2D）材料には、発光、変調、可飽和吸収、非線形光学などの特異な光学的特徴があり、集積フォトニクスの分野で非常に大きな関心を集めている。こうした原子レベルで薄い材料は、その光学的性質を利用するために、前もって製造されたデバイスに転写過程を介して貼りつけられることが多い。今回我々は、平面フォトニクスに2D材料を集積する新たな方法を提示する。この方法の中核は、カルコゲナイドガラスの使用である。カルコゲナイドガラスは、多機能材料で、さまざまな2D材料の上に直接堆積してパターンを形成でき、導光媒体、ゲート誘電体、2D材料の保護層として同時に機能しうる。今回の手法によって、従来の転写過程と比較して、製造歩留まりとスループットが改善されただけでなく、2D層における光物質相互作用を増強するよう最適設計された非従来型の多層デバイス配置も可能になる。我々は、この容易な集積方法を利用して、超広帯域オンチップ偏光子、エネルギー効率の高い熱光学スイッチ、グラフェンに基づく中赤外導波路集積光検出器や変調器などの、一連の高性能ガラス・オン・グラフェンデバイスを実証している。