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シリコンチップ上の超小型低電力全光フリップフロップ・メモリー

Nature Photonics 4, 3 doi: 10.1038/nphoton.2009.268

<p>全光信号バッファリング、スイッチング、処理を行うために、全光フリップフロップなどの超小型低電力全光スイッチング・メモリー素子や、そのような素子を数多く集積したフォトニック集積回路が非常に求められている。シリコン・オン・インシュレーターは、そのような大規模構成のフォトニック回路に対応する有望なプラットフォームと考えられている。今回、シリコン・オン・インシュレーターにInP膜をヘテロ集積して、シリコン・オン・インシュレーター細線導波路と結合させた直径7.5 µmの単一マイクロディスクレーザーが、連続波領域で動作する消費電力数ミリワットの全光フリップフロップとなり、1.8 fJの光エネルギーで60 psのスイッチングが可能になることが実証された。総消費電力とデバイスサイズは、我々の知るかぎり、通信波長においてこれまで報告された中で最小である。また、これは、相補型金属酸化物半導体技術で作製された唯一のシリコン上電気励起全光フリップフロップでもある。</p>
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