KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

An electroluminescent and tunable cavity-enhanced carbon-nanotube-emitter in the telecom band

Ovvyan, Anna P.; Li, Min-Ken 1; Gehring, Helge; Beutel, Fabian; Kumar, Sandeep 2; Hennrich, Frank 1; Wei, Li; Chen, Yuan; Pyatkov, Felix 2; Krupke, Ralph ORCID iD icon 2; Pernice, Wolfram H. P.
1 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Emerging photonic information processing systems require chip-level integration of controllable nanoscale light sources at telecommunication wavelengths. Currently, substantial challenges remain in the dynamic control of the sources, the low-loss integration into a photonic environment, and in the site-selective placement at desired positions on a chip. Here, we overcome these challenges using heterogeneous integration of electroluminescent (EL), semiconducting carbon nanotubes (sCNTs) into hybrid two dimensional – three dimensional (2D-3D) photonic circuits. We demonstrate enhanced spectral line shaping of the EL sCNT emission. By back-gating the sCNT-nanoemitter we achieve full electrical dynamic control of the EL sCNT emission with high on-off ratio and strong enhancement in the telecommunication band. Using nanographene as a low-loss material to electrically contact sCNT emitters directly within a photonic crystal cavity enables highly efficient EL coupling without compromising the optical quality of the cavity. Our versatile approach paves the way for controllable integrated photonic circuits.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
KITopen-ID: 1000161336
HGF-Programm 43.31.02 (POF IV, LK 01) Devices and Applications
Weitere HGF-Programme 47.11.05 (POF IV, LK 01) Towards Quantum and Neuromorphic Computing Functionalities
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 14
Heft 1
Seiten Art.Nr.: 3933
Vorab online veröffentlicht am 04.07.2023
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
Scopus
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000161336
Veröffentlicht am 11.08.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41467-023-39622-y
Scopus
Zitationen: 9
Web of Science
Zitationen: 9
Dimensions
Zitationen: 9
Seitenaufrufe: 130
seit 11.08.2023
Downloads: 62
seit 24.08.2023
Cover der Publikation
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page