Abstrakti
Miniaturized spectrometers are of immense interest for various on-chip and implantable photonic and optoelectronic applications. State-of-the-art conventional spectrometer designs rely heavily on bulky dispersive components (such as gratings, photodetector arrays, and interferometric optics) to capture different input spectral components that increase their integration complexity. Here, we report a high-performance broadband spectrometer based on a simple and compact van der Waals heterostructure diode, leveraging a careful selection of active van der Waals materials- molybdenum disulfide and black phosphorus, their electrically tunable photoresponse, and advanced computational algorithms for spectral reconstruction. We achieve remarkably high peak wavelength accuracy of ~2 nanometers, and broad operation bandwidth spanning from ~500 to 1600 nanometers in a device with a ~ 30×20 μm2 footprint. This diode-based spectrometer scheme with broadband operation offers an attractive pathway for various applications, such as sensing, surveillance and spectral imaging.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 571 |
| Julkaisu | Nature Communications |
| Vuosikerta | 15 |
| Numero | 1 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 17 tammik. 2024 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge the funding from the Academy of Finland (314810, 333982, 336144, 352780, 352930, and 353364), the Academy of Finland Flagship Program (320167, PREIN), the EU H2020-MSCA-RISE-872049 (IPN-Bio), Business Finland (AGATE), the Jane and Aatos Erkko foundation, the Technology Industries of Finland centennial foundation (Future Makers 2022), and ERC (834742,101082183). This research was conducted at the Micronova, Nanofabrication Centre of Aalto University. The authors acknowledge the funding from the Academy of Finland (314810, 333982, 336144, 352780, 352930, and 353364), the Academy of Finland Flagship Program (320167, PREIN), the EU H2020-MSCA-RISE-872049 (IPN-Bio), Business Finland (AGATE), the Jane and Aatos Erkko foundation, the Technology Industries of Finland centennial foundation (Future Makers 2022), and ERC (834742,101082183). This research was conducted at the Micronova, Nanofabrication Centre of Aalto University.
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Broadband miniaturized spectrometers with a van der Waals tunnel diode'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 9 Päättynyt
-
A-Laser: Pre-commercialization of new generation Atomic-layer-deposited Lasers for future green high-performance data centers
Sun, Z. (Vastuullinen johtaja), Uddin, M. (Projektin jäsen), Lin, Y. (Projektin jäsen) & Tian, R. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → 30/06/2024
Projekti: EU Horizon Europe ERC
-
Bio-Base: Biomaterial-based photonics and optoelectronics for sustainable ICT systems
Sun, Z. (Vastuullinen johtaja), Ning, Z. (Projektin jäsen), Kaaripuro, H. (Projektin jäsen), Zhou, Y. (Projektin jäsen), Shang, N. (Projektin jäsen), Ali, F. (Projektin jäsen), Pajunpää, T. (Projektin jäsen), Xing, J. (Projektin jäsen), Zhang, Y. (Projektin jäsen), Edwards, C. (Projektin jäsen), Dai, Y. (Projektin jäsen), Tian, R. (Projektin jäsen), Arias, J. C. (Projektin jäsen), Nigmatulin, F. (Projektin jäsen) & Canet Albiach, R. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → 31/12/2025
Projekti: RCF Academy Project targeted call
-
BRIGHT: Bioottisten vahinkojen kartoitus erittäin laajan spektrialueen LiDAR:illa kestävää metsänkasvua varten
Sun, Z. (Vastuullinen johtaja), Pajunpää, T. (Projektin jäsen), Shang, N. (Projektin jäsen), Zhou, Y. (Projektin jäsen), Huang, Y. (Projektin jäsen), Tian, R. (Projektin jäsen), Bouzari, F. (Projektin jäsen), Cui, X. (Projektin jäsen), Ning, Z. (Projektin jäsen), Fang, R. (Projektin jäsen), Ali, F. (Projektin jäsen), Khalid, F. (Projektin jäsen), Lin, Y. (Projektin jäsen), Tammela, J. (Projektin jäsen), Cheng, X. (Projektin jäsen), Zhang, J. (Projektin jäsen), Dai, Y. (Projektin jäsen), Canet Albiach, R. (Projektin jäsen), Arias, J. C. (Projektin jäsen) & Li, Y. (Projektin jäsen)
EU The Recovery and Resilience Facility (RRF), Suomen Akatemia
01/01/2023 → 31/12/2025
Projekti: RCF Academy Project targeted call
Laitteet
Lehtileikkeet
-
Aalto University Researchers Add New Data to Research in Science (Broadband miniaturized spectrometers with a van der Waals tunnel diode)
01/02/2024
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver