High-efficient electrodes for novel optoelectronic devices in silicon photonics

Abstract

La fotonica de silicio es actualmente la tecnologia mejor posicionada para reemplazar las conexiones electronicas tanto dentro de los mismos chips, como entre ellos mismos, con el fin de mejorar su rendimiento. Las principales ventajas de la tecnologia fotonica de silicio residen en su bajo coste y en su compatibilidad con las actuales tecnicas de fabricacion desarrolladas por la industria microelectronica. Dicha compatibilidad permitiria fabricar tanto chips opticos como chips hibridos que incluyan componentes opticos y electronicos. Los moduladores y los conmutadores optoelectronicos resultan dispositivos fundamentales en aplicaciones de telecomunicaciones. Las principales funciones de los conmutadores y moduladores optoelectronicos son el enrutamiento y la transmision de datos de alta velocidad. Esta tesis aborda el diseno y la optimizacion de la parte electrica y optica (en menor medida) con el fin de optimizar el rendimiento de tales dispositivos desde el punto de vista optoelectronico. Ademas, tambien se tratara la introduccion de nuevos materiales compatibles con el silicio y sus procesos de fabricacion, como el dioxido de vanadio o el titanato de bario con el fin de demostrar sus propiedades y aplicarlas a los dispositivos optoelectronicos con el fin de mejorar su rendimiento.; Silicon photonics is nowadays the most promising technology to replace electrical inter- and intra-connections of the chips, increasing the performance in this way. The main advantages of silicon photonics technology lie on its low cost and its compatibility with the fabrications processes of microelectronics industry developed during years which allows the mass production of silicon photonics chips as well hybrid electronic and photonic devices in the same chip. Optoelectronics switches and modulators are key building blocks in photonic devices for tele/datacom applications. Such switches and modulators are devices which provides routing functionalities and the transmission of high speed data respectively. The work of this thesis delves with the design and optimization of silicon based switches and modulators spotlighting the electrical elements. Additionally, the work of this theses deals with the introduction of new silicon-compatible materials as vanadium dioxide and barium titanate, with the aim of demonstrating its functionalities and develop high-performance optoelectronic devices.; La fotonica de silici es actualment la tecnologia millor posicionada per a reemplacar les connexions electroniques tant dins del propis xips, com entre ells mateixos, amb la finalitat de millorar el seu rendiment. Els principals avantatges de la tecnologia fotonica de silici resideixen en el seu baix cost i en la seua compatibilitat amb les actuals tecniques de fabricacio desenvolupades per la industria microelectronica. Aquesta compatibilitat permetria fabricar tant xips optics com a xips hibrids que incloguen components optics i electronics. Els moduladors i els commutadors optoelectronics resulten dispositius fonamentals en aplicacions de…