All'IEEE International Electron Devices Meeting di questa settimana (IEDM 2014), Il centro di ricerca sulla nanoelettronica imec e il suo laboratorio associato presso l'Università di Ghent hanno dimostrato il primo modulatore di elettroassorbimento ottico (EAM) integrato al grafene del settore in grado di raggiungere una velocità di modulazione di 10 Gb/s. Combinando una bassa perdita di inserzione, bassa tensione di azionamento, elevata stabilità termica, funzionamento a banda larga e ingombro ridotto, il dispositivo segna un importante traguardo nella realizzazione della prossima generazione, interconnessioni ottiche integrate a bassa potenza ad alta densità.

Modulatori ottici integrati ad alta velocità di modulazione, ingombro ridotto e funzionamento atermico a banda larga sono altamente desiderati per le future interconnessioni ottiche a livello di chip. Il grafene è un materiale promettente per raggiungere questo obiettivo, grazie al suo rapido assorbimento sintonizzabile su un'ampia gamma spettrale. L'EAM di grafene-silicio di Imec è costituito da una struttura di condensatore di grafene-ossido-silicio lunga 50 µm implementata sopra una guida d'onda a nervatura planarizzata silicio su isolante (SOI). Per la prima volta, modulazione ottica di alta qualità è stata dimostrata in un modulatore ibrido grafene-silicio, a velocità di trasmissione fino a 10 Gb/s. Una perdita di inserzione ottica competitiva inferiore a 4 dB e un rapporto di estinzione di 2,5 dB sono stati ottenuti su un ampio intervallo di lunghezze d'onda di 80 nm intorno alla lunghezza d'onda centrale di 1550 nm. Inoltre, non sono state osservate variazioni significative delle prestazioni per temperature nell'intervallo 20-49°C, implicando una robusta operazione atermica. Come tale, L'EAM grafene-silicio di imec supera gli EAM SiGe all'avanguardia in termini di robustezza termica e specifiche di larghezza di banda ottica.

"Con questo risultato rivoluzionario, imec ha illustrato l'enorme potenziale dei modulatori ottici di EA al grafene rispetto a quelli termici, larghezza di banda, e vantaggi in termini di impronta, " ha detto Philippe Absil, Direttore del dipartimento 3D e tecnologie ottiche presso imec. "Questo risultato sottolinea il nostro lavoro dedicato e la leadership del settore nella ricerca e sviluppo su input/output ottico a livello di chip ad alta larghezza di banda. Il lavoro futuro si concentrerà sull'ulteriore miglioramento della velocità di modulazione del nostro grafene EAM, simile alla velocità ottenuta nei modulatori Si(Ge) altamente ottimizzati (30-50 Gb/s)."