基于MXene异质结构的热电子辅助飞秒全光调制

《Nano Letters》：Hot-Electron-Assisted Femtosecond All-Optical Modulation in MXene-Based Heterostructures

基于MXene异质结构的超快全光调制器实现飞秒级光信号调制，具有宽光谱响应和低能耗特性。

　　

全光调制器对于光子电路至关重要，然而它们有限的非线性和较高的制造复杂性阻碍了其大规模应用。在这项研究中，我们提出了一种无需光刻技术的超紧凑异质结构，该结构基于Ti₃C₂T_x MXene材料，能够实现可见光和近红外光的全光飞秒调制，具有宽带响应和低能耗特性。在光激发作用下，表面等离子体共振促进了热电子的产生，这些热电子随后通过注入到一层薄的电子接受层（氧化铟锡）中而迅速释放，从而实现全光开关功能。通过优化热载流子的激发和释放过程，我们实现了低至126飞秒的切换时间和高达21.6%的调制深度。这项工作介绍了一种成本低廉且易于实现的高性能全光平台，为未来的片上纳米光子技术带来了巨大潜力。