Efficient and compact thermo-optic phase shifter in silicon-rich silicon nitride
设计、制造和表征了高折射率（λ = 1550 nm时n = 3.1）PECVD富硅氮化硅（SRN）中的低损耗超紧凑弯曲，并用于实现高效、小基底面热光移相器。紧凑的弯曲被构造成折叠波导几何形状，以在65 x 65 \mum 2的面积内形成矩形螺旋，具有1.2 mm的总有源波导长度。该器件具有8 mW/π的相移效率和15 KHz的3 dB开关带宽。我们提出SRN作为一个有前途的热光平台，结合了硅和硅化学计量氮化物的特性
2021-06-14 physics.app-ph physics.optics
Monolithic integration of ultraviolet microdisk lasers into photonic circuits in a III-nitride-on-silicon platform
紫外线微盘激光器单片集成到光子电路中，使用硅平台上的III族氮化物，氮化镓（GAN）作为主要波导层。该光路由一个微盘和一个滑轮波导组成，滑轮波导的末端是耦合光栅。在连续波激励下，我们测量的品质因数高达3500。在脉冲激发下观察到从374 nm到399 nm的激光，实现了每脉冲$0.14 ~\text{mJ/cm}^2$的低阈值能量（$35 ~\text{kW/cm}^2$的阈值峰值功率）。对于盘和波导之间的50 nm的小间隙，在出耦合光栅处观察到约200的大峰值背景动态。这些器件在工作波长方面以GAN可以实现的极限工作。
2020-07-28 physics.app-ph
Random Telegraph Noise of MIS and MIOS Silicon Nitride memristors at different resistance states
本文研究两种CMOS兼容的氮化硅忆阻器在不同电阻态下的随机电报噪声，通过模拟调谐协议实现四级电阻操作，并提出氮化硅缺陷在噪声信号中作用的模型。
2025-02-05 physics.app-ph
Demonstration of 4H silicon carbide on aluminum nitride integrated photonics platform
本研究首次演示了4H碳化硅在氮化铝上的集成光子平台，通过替换底层材料并底切氮化铝，实现了高品质因数微环谐振器（高达180万）及高热导率测量，为光子集成提供了新方案。
2024-02-06 physics.app-ph physics.optics
Thermo-Optic Properties of Silicon-Rich Silicon Nitride for On-chip Applications
本研究表征了PECVD制备的不同硅含量富硅氮化硅薄膜的热光系数，揭示二者关联并测得最高值，还研制出高消光比、低功耗的SRN MMI热光开关，为片上光子应用提供支撑。
2020-05-09 physics.app-ph physics.optics
Coupling hBN quantum emitters to 1D photonic crystal cavities
量子光子学技术需要一种可扩展的方法来集成非经典光源与光子谐振器，以实现强光限制和增强量子光发射。六方氮化硼（hBN）的点缺陷由于其超亮发射而处于单光子源的领跑者之列，然而，hBN缺陷与光子晶体腔的耦合迄今为止仍然难以捉摸。在这里，我们展示了hBN量子发射器与氮化硅（Si 3 N4）的光子晶体腔的片上集成，并实现了hBN/Si 3 N4混合腔的实验测量Q因子为3，300。我们在室温下观察到hBN单光子发射的光致发光增强了9倍。我们的工作为hBN混合集成量子光子学铺平了道路，并为进一步发展腔量子电动力学实验和2D材料的片上集成提供了一条很好的途径。
2019-11-07 physics.app-ph
Realization of a wide steering end-fire facet optical phased array using silicon rich silicon nitride
设计，制造和表征的16单元光学相控阵列（OPA）使用高折射率（n = 3.1）的富硅氮化硅（SRN）的演示。我们提出了一维波束转向与端射面天线在一个宽的转向范围>115°在一个固定的波长为1525 nm。在波塞冬测得的光斑尺寸为0.11°，与理论一致。我们证明了SRN作为芯片级OPA应用的可行材料选择，由于其高热光系数，由于可忽略的双光子吸收（TPA），宽透明窗口，低传播损耗和CMOS兼容性而具有高的光功率处理能力。
2022-09-27 physics.app-ph physics.optics
Monolithically integrated, broadband, high-efficiency silicon nitride-on-silicon waveguide photodetectors in a visible-light integrated photonics platform
可见和近红外光谱光子集成电路正迅速成为解决量子信息和生物传感中的缩放挑战的关键技术。到目前为止，该光谱范围内的集成光子平台缺乏集成光电探测器。在这里，我们报告的第一个硅波导氮化硅光电探测器，单片集成在硅上的可见光光子平台。由于漏波硅基氮化硅设计，该器件在$λ$ ~400 nm ~640 nm的记录波长范围内实现了> 60%的高外量子效率，光电带宽高达9 GHz，雪崩增益带宽积高达173 $\pm$ 30 GHz。作为一个例子，光电探测器与波长可调谐微晶体管集成在一个芯片上，用于片上功率监测。
2022-09-21 physics.app-ph physics.optics
Fabrication and characterization of high-Q silicon nitride membrane resonators
Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学学院）
本文以视频形式展示了厘米级 Si3N4 纳米带薄膜谐振器（支持 $Q>10^8$ 扭转模式）的设计、制备与表征过程，为光力学领域从业者提供了入门与复习指南。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Aluminum nitride integration on silicon nitride photonic circuits: a new hybrid approach towards on-chip nonlinear optics
氮化铝（AlN）由于其大的$χ^{(2)}$非线性而成为集成量子光子学的新兴材料。在这里，我们展示了氮化铝的氮化硅（SiN）光子芯片的混合集成。复合微环是通过在预图案化的SiN顶部上反应DC溅射c轴取向的AlN来制造的。这种新方法不需要AlN的任何图案化，并且仅依赖于可靠的SiN纳米织物。这大大简化了纳米纤维工艺。得到了该器件的品质因数、传输损耗和群折射率等光学特性。我们的混合谐振器可以有一个数量级的增加后，AlN集成的品质因数，与传播损耗下降到\SI{0.7}{dB/cm}。使用有限元模拟，在这些波导中的相位匹配进行了探讨。
2021-10-06 physics.app-ph physics.optics
Optical characterization of deuterated silicon-rich nitride waveguides
基于化学气相沉积的生长技术允许CMOS兼容材料的灵活设计。在这里，我们报告的氘化富硅氮化物薄膜生长使用等离子体增强化学气相沉积。薄膜的线性和非线性特性的特点。比较了用$SiH_4$和$SiD_4$生长的富硅氮化物薄膜在1550 nm波长区的吸收，实验证实用$SiD_4$生长的富硅氮化物薄膜消除了Si-H相关的吸收。在薄膜上制作的波导具有线性和非线性折射率分别为2.46和$9.8$ X $10^{-18} m^2 W^{-1}$。
2022-02-21 physics.app-ph physics.optics
Si-rich silicon-nitride waveguides for optical transmissions and towards wavelength conversion around 2 $μ$m
我们表明，亚波长富硅氮化物波导有效地维持高速传输在2 $μ$ m。我们报告的传输10 Gbit/s的信号超过3.5厘米，可以忽略不计的功率损失。在脉冲泵浦制度的参数转换也表明使用相同的波导结构的效率高达-18分贝。
2019-05-02 physics.app-ph physics.optics
Demonstration of the DC-Kerr Effect in Silicon-Rich Nitride
我们证明了PECVD富硅氮化物（SRN）中的DC-Kerr效应，并使用它来证明三阶非线性极化率（\c{hi}^(（3）），高达（6 +/- 0.58）× 10 -19 m2/v2。我们采用光谱位移与施加电压的测量在跑道环形谐振器作为一种工具，通过它来表征这些薄膜的非线性极化率。在此过程中，我们展示了大于硅的\c{hi}^(（3）），并且认为PECVD SRN可以提供用于采用光学移相器的多功能平台，同时使用CMOS工艺流程中容易获得的沉积技术来保持低热预算。
2021-06-30 physics.app-ph physics.optics
Design and Characterization of Q-enhanced Silicon Nitride Racetrack Micro-Resonators
设计、制作了用于氮化硅光子学集成平台的Q增强跑道型微谐振器，并进行了表征。所提出的几何形状允许减轻弯曲波导处的辐射损耗的影响，这是氮化硅电路的主要限制之一，因此与具有相同弯曲半径的常规结构相比，微谐振器的固有Q因子增加。在这项工作中提出的方案允许在这个平台上的集成规模有直接影响的设备的大小的减少。当在集成光子电路内路由光信号的波导的弯曲部分中使用时，这些几何形状提供了辐射损耗的减少，并且允许使用更小的弯曲半径并增加电路集成密度。
2020-09-07 physics.app-ph physics.optics
Free-standing silicon nitride nanobeams with efficient fiber-chip interface for cavity QED
我们提出了高品质因数氮化硅纳米梁光子晶体腔的设计，制造和表征在可见光波长耦合到金刚石色心的腔QED系统。我们展示了器件的品质因数约为24;000周围的锗空位中心的零声子线。我们还提出了一个有效的光纤到波导耦合平台悬浮纳米光子学。通过轻轻地改变相应的有效折射率在光纤波导接口，我们实现了约96%的效率在腔谐振。
2020-06-24 physics.app-ph physics.optics
Silicon nitride on-chip C-band spontaneous emission generation based on lanthanide doped microparticles
Institute of Nanotechnology of Microelectronics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）
该研究提出了一种在硅氮化物平台上集成宽带电信发射器的方法，通过嵌入稀土掺杂微颗粒实现C波段自发发射生成。
2025-07-15 physics.app-ph physics.optics
Photonic Crystal Cavities from Hexagonal Boron Nitride
可扩展的量子光子技术的发展需要在芯片上集成诸如具有非经典光源的光子晶体腔和波导的组件。最近，六方氮化硼（hBN）已成为一个有前途的平台，纳米光子学，双曲声子极化激元和光学稳定，超亮量子发射器的报告。然而，在可扩展的片上纳米光子电路、量子信息处理和腔量子电动力学（QED）实验中利用hBN需要用于制造单片光学谐振器的稳健技术。在这封信中，我们设计和工程高品质的光子晶体腔从hBN。我们采用两种方法的基础上的聚焦离子束方法和微创电子束诱导蚀刻（EBIE）技术，制造悬浮的二维（2D）和一维（1D）的腔质量（Q）因子超过2000。随后，我们通过直接写入、单步EBIE展示了单个腔的确定性、迭代调谐，而不会显着降低Q因子。由hBN制成的可调谐高Q腔的展示是基于范德华材料的纳米光子学的前所未有的进步。我们的研究结果和hBN处理方法为固态系统开辟了有前途的新途径，可应用于集成量子光子学，极化激元学和腔QED实验。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
High-performance Hybrid Lithium Niobate Electro-optic Modulators Integrated with Low-loss Silicon Nitride Waveguides on a Wafer-scale Silicon Photonics Platform
该研究在晶圆级硅光子平台上，通过异质集成将薄膜铌酸锂与低损耗氮化硅波导结合，制备出兼具高消光比、低插入损耗、超110 GHz带宽的高性能电光调制器，验证了可扩展制造的可行性。
2025-04-02 physics.app-ph physics.optics
Compact Broadband Low-Loss Taper for Coupling to a Silicon Nitride Photonic Wire
我们展示了一个超紧凑的波导锥在氮化硅平台。与将10 μ m宽的波导连接到1 μ m宽的光子线的长度为50 μ m的标准线性锥形相比，所提出的锥形在19.5 μ m的长度处提供95%的耦合效率。该锥形具有跨越800 nm的> 75%的光谱响应和对制造变化的弹性; >200 nm的锥形变化和末端波导宽度使透射率变化<5%。我们实验证明，对于短至19.5 μ m的锥度，锥度插入损耗<0.1 dB/转换，并且与标准绝热锥度相比，光子器件的占用空间减少了50.8%。据我们所知，所提出的锥度是氮化硅中有史以来报道的最短波导锥度。
2017-11-27 physics.app-ph physics.optics
3D Heterogeneous Integration of Silicon Nitride and Aluminum Nitride on Sapphire toward Ultra-wideband Photonics Integrated Circuits
本研究在蓝宝石上异质集成氮化硅与氮化铝，开发出覆盖紫外至红外的超宽带三维光子集成电路平台，展示了光学非线性、低损耗组件及跨层光学连接，为短波长应用提供新机遇。
2025-04-02 physics.app-ph physics.optics
Anneal-free ultra-low loss silicon nitride integrated photonics
该研究开发出250℃无退火的氘代硅烷基氮化硅制备工艺，实现厚度跨数量级的波导创纪录低损耗，验证了激光稳频、OPO及超连续谱产生，推动与低温材料集成的3D氮化硅光子平台发展。
2024-02-17 physics.app-ph physics.optics
Silicon nitride resistance switching MIS cells doped with silicon atoms
本文研究硅原子掺杂对氮化硅阻变存储单元开关性能的影响，通过超低能离子注入和退火制备器件，结合直流与交流电学表征揭示掺杂对介电性能和导电机理的作用。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning of Silicon Nitride Micro Cavities by Controlled Nanolayer Deposition
将单光子发射器与共振光子结构集成是实现量子通信、计算和传感的紧凑高效单光子源的一种有前途的方法。SPE和光子腔之间的有效相互作用要求腔的谐振与SPE发射线匹配。在这里，我们展示了一种新的方法，用于调整氮化硅（Si3N4）微腔通过控制沉积的包覆层。在数值模拟的指导下，我们沉积二氧化硅（SiO2）纳米层Si3N4脊结构上的步骤为50 nm。我们显示在一个自由的光谱范围（FSR）的腔谐振的调谐没有退化的腔的质量因子（Q因子）。然后，我们补充这种方法与局部激光加热微调的腔。最后，我们验证了包层沉积不会改变放置在腔体上的纳米颗粒的位置，这表明我们的方法可以用于集成SPE与光子结构。
2021-09-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Fast thermo-optic switching on silicon nitride platform through parity-time symmetry breaking
本工作利用宇称-时间对称性破缺在绝缘体上氮化硅平台实现快速热光切换，通过无包层金属层兼作加热器，在低插入损耗下实现了8.5 μs的π相移快速调谐。
2024-08-27 physics.app-ph physics.optics
Guided-Acoustic Stimulated Brillouin Scattering in Silicon Nitride Photonic Circuits
被称为受激布里渊散射（SBS）的声波和光波之间的相干光机械相互作用可以实现对于下一代无线通信、精密感测和量子信息处理重要的超高分辨率信号处理和窄线宽激光器。虽然SBS最近在集成波导中得到了广泛的研究，但许多实现依赖于复杂的制造方案，使用悬置波导或非标准材料，例如As $_2$ S $_3$。SBS在标准和成熟的制造平台中的缺乏阻碍了大规模电路集成，并严重限制了该技术的潜力。值得注意的是，由于缺乏声学引导和材料的极小光弹性响应，标准氮化硅集成平台中的SBS目前遥不可及。在本文中，我们实验证明先进的控制后向SBS多层氮化硅波导。通过优化两个氮化硅层之间的分离，我们首次在这个平台上解锁了千兆赫声波波导，导致SBS增益系数比以前的氮化硅波导高出15 $\times$。使用相同的原理，我们通过实验证明了通过防止波导平台中的声引导来按需抑制SBS。我们利用增强的SBS增益演示了具有高抑制（30 dB）的微波光子陷波滤波器。我们在一个低损耗、标准和多功能的氮化硅集成平台上实现了这一点，而不需要悬挂SBS有源波导或与其他材料的混合集成。
2022-02-15 physics.app-ph physics.optics
Near ultraviolet photonic integrated lasers based on silicon nitride
基于III-V族半导体和硅光子学的组合的低相位噪声激光器在近红外光谱范围内得到了很好的建立。低损耗氮化硅基光子集成谐振器的最新进展使得其在1550 nm通信窗口中的相位噪声和频率捷变性能优于体外部二极管和光纤激光器。在这里，我们展示了第一次的混合集成激光器组成的氮化镓（GAN）为基础的激光二极管和氮化硅光子芯片为基础的微谐振器工作在记录低至410 nm的波长在近紫外波长区域适合于解决原子和离子的原子跃迁原子钟，量子计算，或水下激光雷达。使用自注入锁定到高Q（0.4 $\times$ 10 $^6$）光子集成微谐振器，我们观察到法布里-珀罗激光器在461 nm处的相位噪声降低了大于100 $\times$的因子，受限于器件的品质因数和背反射。
2022-03-29 physics.app-ph physics.optics
Soft-clamped silicon nitride string resonators at millikelvin temperatures
我们证明了具有大纵横比的软箝位氮化硅串可以在\si{\milli\kelvin}温度下工作。两个测量的设备的品质因数（$Q$）表现出一致的依赖于低温恒温器的温度，与软夹持机械模式达到$Q > 10^9$在$46~\mathrm{mK}$。对于低的光学读出功率，$Q$被发现饱和，表明良好的样品和载物台之间的热化，它是mountedon.Our最好的设备表现出$9.6~\mathrm{zN}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$的力灵敏度和热退相干时间$0.38~\mathrm{s}$这预示着未来的应用，如纳米机械力传感和超越。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermal IR detection with nanoelectromechanical silicon nitride trampoline resonators
纳机电（NEMS）谐振器是有前途的非制冷热红外（IR）探测器，以克服现有的灵敏度限制。在这里，我们研究了由氮化硅（SiN）制成的纳米机电蹦床谐振器作为热红外探测器。与最先进的SiN鼓相比，蹦床具有超过两个数量级的增强响应性。其特征在于NEMS蹦床红外探测器产生的灵敏度在7 pW/ $\sqrt{Hz}$的噪声等效功率（NEP）和低至4 ms的热响应时间。检测器区域具有阻抗匹配的金属薄膜吸收器，在整个中红外光谱范围内从1 $μm$到25 $μm$的光谱平坦吸收为50%。
2022-01-10 physics.app-ph physics.ins-det
Tunable mid-infrared generation via wide-band four wave mixing in silicon nitride waveguides
实验研究了在光子芯片氮化硅波导中利用四波混频（FWM）实现近红外（NIR）飞秒脉冲到中红外（MIR）的宽带（>100 THz）下变频。纳米光子几何结构中的工程色散，以及氮化硅的宽透明度范围，使大失谐FWM相位匹配成为可能，并在单个芯片上产生2.6-3.6 μ m的可调谐MIR，泵浦脉冲能量为100 pJ。此外，我们观察到> 20 dB的宽带参数增益的NIR脉冲时，FWM过程中操作的频率上转换配置。我们的研究结果展示了集成光子电路如何在同一芯片上实现多种非线性光学现象，并导致工程合成的宽带，可调谐，相干光跨近红外和中红外波长带从光纤为基础的泵。
2018-07-08 physics.app-ph physics.optics
Amorphous-silicon visible-light detector integrated in silicon nitride waveguides
可见光集成光子学是一种很有前途的技术，可用于实现传感、量子信息和通信、成像和显示等领域的光学器件。在现有的光子平台中，高折射率对比度氮化硅（$Si_{3}N_{4}$）波导在可见光谱范围内提供宽带透明度和高集成度。随着光子集成电路（PIC）复杂性的增加，需要片上检测器来监测其工作点以进行重构和稳定操作。在这项工作中，我们提出了一个紧凑的在线功率监测器集成在$Si_{3}N_{4}$波导，工作在红光波长范围（660 nm）。所提出的设备利用的光电导性的氢化非晶硅（a-Si：H）膜用作光波导的涂层。实验结果表明，该器件的响应率为30 mA/W，灵敏度为-45 dBm，时间响应为亚$μ$ s。这些特征使得所提出的光电导体能够用于可见光$Si_{3}N_{4}$ PIC的高灵敏度监测和控制。
2022-02-09 physics.app-ph physics.optics
Resistance Switching Properties of Stoichiometric and Nitrogen Implanted Silicon Nitride Nanolayers on N and P-Type Si Substrates
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, NCSR “Demokritos”（纳米科学与纳米技术研究所，德谟克利特国家研究中心）
研究了氮掺杂对硅氮纳米层在N型和P型硅基底上电阻开关特性的影响，通过实验分析揭示了陷阱密度和SET-RESET电压的变化及导电路径的形成机制。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Power-Efficient Silicon Nitride Thermo-Optic Phase Shifters for Visible Light
我们展示了功率效率，热光，氮化硅波导移相器的蓝色，绿色和黄色波长。由于采用悬浮结构和多通波导设计，移相器工作时功耗较低。这些器件是在200毫米的硅晶片上制造的，使用深紫外光刻作为有源可见光集成光子学平台的一部分。在445、488、532和561 nm波长下，测量的实现$π$相移的功耗（在多个器件上平均）分别为0.78、0.93、1.09和1.20 mW。移相器被集成到马赫-曾德尔干涉仪开关中，并且测量了大约570（590）$μ$ s的$10- 90$上升（下降）时间。
2021-11-15 physics.app-ph physics.optics
Silicon nitride grating based planar spectral splitting concentrator for NIR light Harvesting
我们设计了一种多层太阳光谱分离平面聚光器，用于近红外（NIR）光能收集应用。每一层包括在玻璃衬底的顶部上的基于氮化硅的亚波长衍射光栅，其被优化以将来自宽光谱带（NIR区域中的700-1400 nm）的特定带中的入射太阳辐射折射成在玻璃衬底内传播的导模。由于亚波长光栅的陡峭衍射角导致在每层的边缘处聚集光，然后使用光伏电池将其转换为电力。光谱分裂平面聚光器显示出~ 18%的总体NIR引导效率和~ 11%的功率转换效率。该设计可用于建筑集成光电子应用。
2020-06-29 physics.app-ph physics.optics
Nanomechanical Spectroscopy of Ultrathin Silicon Nitride Suspended Membranes
纳米机械谐振器的机械特性对谐振式纳米机电系统（NEMS）器件的性能具有显著影响。在这里，我们研究了低压化学气相沉积氮化硅薄膜制成的悬浮膜的机械性能。制备了厚度小于50 nm、长度从5 μ m到60 μ m的氮化硅双钳位薄膜。使用基于原子力显微镜（AFM）的纳米力学光谱测量悬浮膜中的弹性模量和应力。悬浮膜的弹性模量被发现是显着高于那些相应的薄膜上的基板。通过估算热应力和内应力的贡献，观察到悬膜制作后净应力的减少。建立了计算悬膜归一化弹性模量的数学模型。最后，我们研究了SiNx悬浮膜-Si衬底之间的毛细力梯度，这可能会使悬浮膜崩溃。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Single photon emission and single spin coherence of a nitrogen vacancy centre encapsulated in silicon nitride
本文证明富氮氮化硅可作为量子光子学平台，因为封装其中的纳米金刚石氮空位中心仍保持单光子发射和自旋相干性，从而为固态发射体集成光子电路提供新路径。
2025-05-15 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Photophysics of Intrinsic Single-Photon Emitters in Silicon Nitride at Low Temperatures
最近已经建立了一种用于在氮化硅中制造本征单光子发射器的稳健工艺。由于室温操作和与技术成熟的氮化硅光子平台的单片集成，这些发射器显示出量子应用的前景。在这里，这些发射器的基本物理性质的探测通过测量的光学跃迁波长，线宽，和光子反聚束作为温度的函数从4.2K到300K。通过测量非均匀和温度相关的均匀加宽的零声子线的潜在的寿命有限的线宽提供了重要的见解。在4.2K，光谱扩散被认为是主要的加宽机制，而时间分辨光谱测量显示均匀加宽的零声子线与仪器有限的线宽。
2023-01-25 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Silicon photonic crystal cavities at near band-edge wavelengths
我们展示了光子晶体L3腔的谐振波长约为1.078 \textmu m的非掺杂绝缘体上的硅，旨在提高自发发射从磷施主束缚激子。\enspace我们已经优化了制造配方，使用容易获得的工艺材料，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为软电子束掩模和化学气相沉积（CVD）生长的氧化物层作为硬掩模。我们的双层抗蚀剂技术有效地产生了光子晶体腔，其品质因数（$Q$）为$\sim 5,000$，波长为$1.078$ \textmu m，在室温下使用腔反射测量法测量。我们观察到随着腔共振向较短波长移动（在波长$< 1.070$ \textmu m处的$Q \lesssim3,000$），$Q$减小，这主要是由于硅的本征吸收。
2018-09-28 physics.app-ph physics.optics
Silicon rich nitride-lithium niobate on insulator platform for photonics integrated circuits
提出SRN-LNOI混合集成平台，实现低损耗波导、多类无源器件及120 GBaud无数字补偿的LNOI马赫-曾德尔调制器。
2021-05-13 physics.app-ph physics.optics
Integrated Electro-Optic Absorption Modulator for Silicon Nitride Platform
本文首次在氮化硅波导上实现基于ITO的高速电光调制器，展示5.7 dB插入损耗和约1 GHz带宽，工艺与CMOS兼容，为氮化硅光子计算平台开辟了新路径。
2024-12-30 physics.app-ph physics.optics
Integrated Silicon Nitride Devices via Inverse Design
针对氮化硅低折射率对比度限制器件紧凑性的问题，提出三种逆向设计的自由形态SiN器件，实现高达1200倍面积缩减且保持160nm最小特征尺寸，推动高密度集成与多维数据传输。
2025-07-16 physics.app-ph physics.optics
Effect of RF Sputtering Process Parameters on Silicon Nitride Thin Film Deposition
本工作的目的是研究射频溅射沉积氮化硅薄膜的工艺参数优化。选择改变的工艺参数为沉积功率、沉积持续时间、氩气流速和氮气流速。根据田口L9正交表，在三个水平上改变参数。利用SEM、XRD、表面轮廓仪、半导体器件分析仪和紫外光谱仪分别对涂层的表面形貌、膜层组成、涂层厚度、涂层电阻率和折射率进行了测定。在沉积速率为1.47 ~ 10.1 nm/min时，测得薄膜厚度为127.8 ~ 908.3 nm，电阻率为1.53 ~ 7.85 × 10 ~（13）ohm-m。薄膜的折射率计算为1.84 - 2.08。从结果可以看出，当没有氮气流时，膜性能趋于差，而当氮气输入量少时，膜性能趋于改善。此外，SEM图像显示氮化硅的非晶结构，这由XRD图案证实。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transparent conductive oxides and low loss nitride-rich silicon waveguides as building blocks for neuromorphic photonics
提出一种结合低损耗富氮化硅波导与透明导电氧化物的新型光子平台，利用其高非线性与双稳态特性，实现完全兼容CMOS的光子存储器件，以突破电子处理限制并构建超快人工神经网络。
2023-07-31 cs.ET physics.app-ph physics.optics
Room temperature single-photon emitters in silicon nitride
单光子发射器对于实现量子信息技术、量子传感和量子通信中的若干新兴应用是必不可少的。可扩展的光子平台能够托管固有的或直接嵌入的单光子发射源的集成量子光子电路的实现特别感兴趣。在这里，我们报告的第一次观察到的室温下的单光子发射器在二氧化硅衬底上生长的氮化硅（SiN）薄膜。由于SiN最近已成为集成量子光子学最有前途的材料之一，因此所提出的平台适用于量子芯片器件的可扩展制造。光物理分析揭示了明亮的（> $10^5$计数/秒），稳定的，线性偏振的，和纯的量子发射器在SiN膜的二阶自相关函数的值在零时间延迟$g^{(2)}(0)$在室温下低于0.2。由于观察到的发光峰的窄波长分布，建议发射起源于氮化硅中的特定缺陷中心。氮化硅中的单光子发射器有可能实现量子光源与成熟的光子片上平台的直接、可扩展和低损耗集成。
2021-04-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Room-Temperature Sputtered Ultralow-loss Silicon Nitride for Hybrid Photonic Integration
本文提出室温反应溅射制备超低损耗氮化硅光子波导，在低温退火下实现3.5 dB/m损耗，并支持低阈值孤子频率梳与CMOS兼容的三维混合集成。
2023-01-25 physics.app-ph physics.optics
Nanophotonic Pockels modulators on a silicon nitride platform
氮化硅（SiN）正在成为CMOS兼容集成光子学的竞争平台。然而，诸如调制器之类的有源器件是稀缺的，并且在性能上仍然缺乏。理想地，这种调制器应该具有高带宽、良好的调制效率、低损耗，并且覆盖宽的波长范围。在这里，我们展示了第一电光调制器的基础上铁电锆钛酸铅（PZT）薄膜的SiN，在O-和C-波段。显示了无偏置工作、超过33 GHz的带宽和40 Gbps的数据速率，以及低传播损耗（$α\approx 1$ dB/cm）。测量到$V_πL\approx$ 3.2 Vcm。模拟表明，低于2 Vcm的值是可实现的。这种方法提供了一个备受期待的路线，以高性能的相位调制器的SiN。
2018-06-13 physics.app-ph physics.optics
A network of parametrically driven silicon nitride mechanical membranes
本文提出一种基于金属化氮化硅膜的网络系统，通过公共基底耦合和电极电容控制，实现了高品质因数、个体频率调谐和强参数驱动，为模拟计算和复杂系统研究提供了可扩展平台。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Silicon Nitride External Cavity Laser with Alignment Tolerant Multi-Mode RSOA-to-PIC Interface
我们展示了一个由氮化硅光子集成电路和反射式半导体光放大器组成的外腔激光器。该激光器使用由正好在氮化硅芯片边缘处的多模波导分路器形成的对准容限边缘耦合器，该多模波导分路器放松了对III-V增益芯片的所需对准，并在其两个输出波导之间均等地分配功率。地模和一阶模都在耦合器中被激发，并在波导结处达到正交条件，确保耦合到两者的功率相等。两个高品质因数的环形谐振器以游标配置排列，在两个波导之间闭合一个Sagnac环。除了宽带频率调谐之外，它们还导致更长的有效腔长度。与传统边缘耦合器相比，该对准容限耦合器将平行于芯片表面的两个方向上的对准容限提高了3倍，使其成为通过拾放技术实现增益芯片集成的理想选择。在沿着芯片边缘的方向上，激光发射保持在$\pm$ 6 $μ$ m的失准范围内。获得了42 kHz的洛伦兹激光线宽。
2021-07-01 physics.app-ph physics.optics
Impact of Stoichiometric Silicon Nitride Growth Conditions on Dispersion Engineering of Broadband Microresonator Frequency Combs
微谐振器频率梳，或称微梳，因其丰富的非线性物理特性和广泛的应用而受到广泛的关注。通过低压化学气相沉积（LPCVD）生长的化学计量的氮化硅膜特别地被广泛用于芯片集成的克尔微梳。这种器件的关键是控制微谐振器色散的能力，其具有来自材料折射率色散和几何约束的贡献。在这里，我们表明，修改的LPCVD生长条件，特别是气体前体的比例，有显着的影响材料的分散，因此，整体微谐振器的分散。在对比的许多努力集中在富硅薄膜和化学计量（Si $_3$ N $_4$）的薄膜之间的比较，在这里，我们完全集中在薄膜的名义上的化学计量生长制度。我们进一步表明，微谐振器的几何色散可以调整，以补偿材料色散的变化。
2021-09-07 physics.app-ph physics.optics
High-Q silicon nitride drum resonators strongly coupled to gates
氮化硅（SiN）机械谐振器具有高质量的机械性能，在基础研究和应用中具有很大的吸引力。然而，保持这些机械特性同时实现与电路的强耦合以实现高效的片上集成是具有挑战性的。在这里，我们提出了一个SiN鼓谐振器覆盖铝薄膜，使大电容耦合到一个悬浮的顶栅。实施完整的电气测量方案，我们证明了一个高的品质因数~ 1 E4（相当于裸桶在室温下），并提出我们的检测能力？10种低温机械模式。鼓形谐振器还耦合到微波腔，这样我们就可以进行具有相当好的耦合强度G的光机械边带泵浦，并演示机械参量放大。这种SiN鼓形谐振器设计提供了有效的电集成，并表现出探索模式耦合和信号处理的有前途的功能。
2021-06-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Micro-Transfer Printed Continuous-Wave and Mode-Locked Laser Integration at 800 nm on a Silicon Nitride Platform
本文提出一种晶圆级微转印方法，将III-V器件集成到硅氮化物平台，在800 nm实现连续波和锁模激光器，重复频率3.2-9.2 GHz，线宽519 Hz，适用于AR/VR、量子计算等。
2025-04-23 physics.app-ph physics.optics
Surface acoustic waves Brillouin photonics on a silicon nitride chip
本文通过在氮化硅平台上沉积氧化碲层引入表面声波驱动的强受激布里渊散射，实现增益提升超两个数量级，并演示了5 dB净增益放大器、7 Hz线宽布里渊激光器和2.2 MHz线宽可调微波光子滤波器。
2024-10-21 physics.app-ph physics.optics
Frequency comb generation in low-loss, low-stress, high-Q deuterated silicon nitride microring resonators in an 8-inch photonics platform
本文系统研究不同SiN薄膜损耗，发现氘化SiN可在8英寸低热预算工艺下实现超低损耗，并在高Q微环中演示频率梳用于25.78 GBaud/s直接检测传输，误码率低于FEC极限。
2025-07-23 physics.app-ph physics.optics
High frequency mechanical excitation of a silicon nanostring with piezoelectric aluminum nitride layers
基于量子的技术和应用的强劲趋势是将不同的平台结合起来，利用它们互补的技术和功能优势。微和纳米机械器件特别适合于混合集成，这是由于其在多尺度下的制造容易性以及它们与电子和光子的普遍耦合。在这里，我们报告了一个纳米机械技术平台，其中硅芯片与氮化铝层相结合。利用AlN的压电性，表面声波被注入到Si层中，其中材料已经被局部图案化和蚀刻以形成悬浮的纳米串。表征由SAW引起的纳米串垂直位移，我们发现在1 GHz的机械频率超过500 pm/V的外部激发峰值效率。利用硅光子和电子器件的长期专业知识以及SAW的鲁棒性和多功能性，我们的技术平台代表了混合量子系统的强有力的候选者。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultra-Low-Loss Silicon Nitride Photonics Based on Deposited Films Compatible with Foundries
在铸造厂中使用的氮化硅光子器件的制造工艺需要低温沉积，这通常导致高传播损耗。在这里，我们表明，传播损耗低至0.42 dB/cm，可以实现使用铸造兼容的工艺，仅通过降低波导表面粗糙度。通过使用快速热退火（RTA）和炉退火的后处理制造的器件，我们实现了传播损耗分别下降到0.28 dB/cm和0.06 dB/cm。这些低损耗可与使用高温、高应力低压化学气相沉积（LPCVD）膜的传统器件相媲美。我们还调整了器件的色散，并证明了这些器件可以用于线性和非线性应用。实现了低阈值参量振荡、宽带频率梳和窄线宽激光。我们的工作证明了基于代工厂的可扩展光子系统的可行性。
2023-01-08 physics.app-ph physics.optics
