Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο: https://hdl.handle.net/10442/18504
Export to:   BibTeX  | EndNote  | RIS
Εξειδίκευση τύπου : Άρθρο σε επιστημονικό περιοδικό
Τίτλος: Integrated Lasers with Transition-Metal-Dichalcogenide Heterostructures: Analysis and Design Utilizing Coupled-Mode Theory for Two-Dimensional Materials
Δημιουργός/Συγγραφέας: Nousios, Georgios
Christopoulos, Thomas
[EL] Τσιλιπάκος Οδυσσέας[EN] Tsilipakos, Odysseassemantics logo
Kriezis, Emmanouil E.
Ημερομηνία: 2023
Γλώσσα: Αγγλικά
ISSN: 2331-7019
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.19.064027
Περίληψη: We assess the continuous-wave and dynamic performance of a photonic laser cavity consisting of a silicon-rich-nitride-on-insulator disk resonator overlaid with a transition-metal dichalcogenide (TMD) bilayer heterostructure (WSe2/MoS2) acting as the gain medium. The optically pumped TMD heterostructure fosters an interlayer exciton with long radiative recombination lifetime, providing light emission in the near-infrared (∼ 1130 nm). Following a meticulous design process, we propose a silicon-oninsulator-compatible, monolithically integrated optical source capable of emitting milliwatt power inside an integrated waveguide, featuring a low pump-power threshold of ∼ 16 kW/cm2, and exhibiting an estimated total quantum efficiency of approximately 1.7%. The proposed laser cavity is analyzed and designed using a rigorous theoretical framework based on perturbation theory and temporal coupled-mode theory, capable of treating nanophotonic cavities of any geometry and material composition comprising both bulk and/or sheet gain media. The framework is built upon fundamental electromagnetic and semiclassical gain equations, rendering it general and adaptable to different cavity configurations and gain-media descriptions. It constitutes a powerful tool for the efficient analysis of contemporary micro- and nanophotonic semiconductor lasers, since it is capable of predicting fundamental laser characteristics, providing design directives, deriving continuous-wave design metrics, and evaluating the dynamic response of realistic laser cavities.
Τίτλος πηγής δημοσίευσης: Physical Review Applied
Τόμος/Κεφάλαιο: 19
Τεύχος: 6
Θεματική Κατηγορία: [EL] Φυσική και θεωρητική χημεία[EN] Physical and theoretical chemistrysemantics logo
[EL] Εφαρμοσμένη οπτική. Φωτονική[EN] Applied optics. Photonicssemantics logo
Λέξεις-Κλειδιά: Excitons
Integrated optics
Nanophotonics
2-dimensional systems
Semiconductor lasers
Transition metal dichalcogenides (TMDs)
Electromagnetic wave theory
Finite-element method
Optoelectronics
Photonics
Semiconductor Physics
EU Grant: First Call for HFRI Research Projects to support Faculty members and Researchers and the procurement of high-cost research equipment grant
EU Grant identifier: HFRI-FM17-2086
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων: © 2023 Publisher
Ηλεκτρονική διεύθυνση στον εκδότη (link): https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.19.064027
Σημειώσεις: Supplemental material: https://journals.aps.org/prapplied/supplemental/10.1103/PhysRevApplied.19.064027
Εμφανίζεται στις συλλογές:Ινστιτούτο Θεωρητικής και Φυσικής Χημείας (ΙΘΦΧ) - Επιστημονικό έργο

Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο:
Το πλήρες κείμενο αυτού του τεκμηρίου δεν διατίθεται προς το παρόν από τον ΗΛΙΟ.