【摘 要】
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以石墨烯为代表的新兴二维材料,凭借独特的物理性质,在众多科学领域展现出极大的研究潜力。过渡金属二硫化物是二维材料中体系庞大的一支,其带隙随层数可调,并具有较高的载流子迁移率,使之在光电子器件中有良好的研究和应用前景。二硒化铂是这一支中较为新型的成员,理论预测其载流子迁移率可与黑磷媲美,同时较小的带隙和宽谱的光吸收,使其应用场景可拓展至近红外波段。硅基微环谐振器是硅基光子回路中的重要组成元件,可应用
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（No.2018YFB2201901）; 国家自然科学基金项目（No.61805090）
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以石墨烯为代表的新兴二维材料,凭借独特的物理性质,在众多科学领域展现出极大的研究潜力。过渡金属二硫化物是二维材料中体系庞大的一支,其带隙随层数可调,并具有较高的载流子迁移率,使之在光电子器件中有良好的研究和应用前景。二硒化铂是这一支中较为新型的成员,理论预测其载流子迁移率可与黑磷媲美,同时较小的带隙和宽谱的光吸收,使其应用场景可拓展至近红外波段。硅基微环谐振器是硅基光子回路中的重要组成元件,可应用于滤波、调制和开关等场合。基于硅的热光效应的微环调制器在此前得到广泛研究,利用二维材料的热光特性对硅基微环器件进行调控可展现优越的性能。本文将二硒化铂的优异特性和微环谐振器相结合,提出并制备了两种基于二硒化铂的硅基微环热光调制器。主要研究内容如下:（1）介绍了微环谐振器的基本原理和重要参数。总结了基于二维材料的硅基光学调制器的研究现状。介绍了二硒化铂的光学和电学性质。介绍了硅波导器件的制作工艺和测试方法。（2）提出并实现了一种基于二硒化铂光热转换特性的硅基微环调制器。利用泵浦光照射覆盖有二硒化铂薄膜的微环,以温度变化调谐波导的有效折射率,从而使器件传输谱发生漂移,实现光热调制功能。实验测得器件调谐效率为0.0040 nm m W-1,10%～90%上升和下降时间分别为304μs和284μs。（3）提出并制作了一种硅基二硒化铂电热调制器。将二硒化铂做成可直接接触波导表面的热电极,利用材料的焦耳热效应,实现电热调制功能。根据器件光谱和电阻测试结果,结合数值仿真,分析了材料的厚度、长度以及器件电极设计对调制器效果的影响。
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