나노기술 및 정책 정보

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컴퓨팅 및 신호처리에 전기 대신 광을 사용하는 포토닉 집적회로는 전기를 사용하는 기존회로보다 더 빠른 속도, 증가된 대역폭 및 더 큰 에너지효율성을 약속함. 그러나 광기반 전기회로가 계속해서 지배하는 컴퓨팅 및 기타 응용 분야에서 경쟁할 만큼 소형화가 아직 이루어지지 않음.

로체스터 대학교(University of Rochester) 연구팀은 포토닉스 연구자들이 널리 채택한 재료를 사용하여 가장 작은 전기광학변조기를 만들었음. 변조기는 광자기반 칩의 핵심 구성요소로서 광이 회로를 통해 이동하는 방식을 제어함. 이것은 이산화규소층에 접합된 리튬니오베이트(LN) 박막을 사용하여 고속으로 작동하고 에너지 효율적인 가장 작은 LN 변조기임. 이것은 데이터 통신, 마이크로파 포토닉스 및 양자 포토닉스 분야의 광범위한 응용분야에 매우 중요한 대규모 LN 포토닉 집적회로를 실현하기 위한 중요한 토대를 마련한 것임.

뛰어난 전기광학 및 비선형 광학 특성 때문에 LN은 포토닉스 연구 및 개발을 위한 주력 재료시스템이 되었음. 그러나 벌크 크리스탈 또는 박막 플랫폼으로 제작된 현재의 LN 포토닉 디바이스는 큰 크기를 필요로 하고 크기를 축소하기가 어렵기 때문에 변조효율, 에너지소비 및 회로통합 정도가 제한되어 왔음. 주요 과제는 높은 정밀도로 고품질의 나노스코픽 포토닉 구조를 만드는 것임.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ ("Lithium niobate photonic-crystal electro-optic modulator") 지에 게재됨