[发明专利]一种基于相变纳米线的集成型光电存储器件及其测试方法

权利要求书

1.一种基于相变纳米线的集成型光电存储器件，其特征在于：包括波导，所述的波导两端分别连接有光栅垂直耦合器，所述的波导的两侧对称分布有电极，所述的波导上方设置有相变纳米线，所述的相变纳米线与所述的波导垂直，所述的相变纳米线连接两个所述的电极并形成欧姆接触，所述的波导为硅基平面光波导，其宽为0.1-15μm，厚度为10-1000nm；所述的电极与所述的波导之间的距离为0.1-10μm；所述的光栅垂直耦合器的光栅为布拉格光栅，在波长为1.5-1.6μm处的耦合效率为1-50％；所述的相变纳米线为Sb基或Te基相变材料，其直径为20-800nm，长度为1-30μm。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变纳米线的集成型光电存储器件，其特征在于：所述的硅基包括Si、Si3N4和SiC硅基，所述的相变纳米线包括Ge-Te、Sb-Te和Ge-Sb-Te。

3.根据权利要求1所述的一种基于相变纳米线的集成型光电存储器件，其特征在于：所述的电极靠近波导的一端端部呈梯形结构，其短边的底线长为1-10μm，长边的底线为10-100um。

4.根据权利要求1所述的一种基于相变纳米线的集成型光电存储器件，其特征在于：所述的相变纳米线具有晶态和非晶态两个稳定的状态，且两个状态对探测光具有明显不同的吸收系数；在波导倏逝场耦合作用下发生晶态至非晶态的可逆相变。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的基于相变纳米线的集成型光电存储器件的测试方法，其特征在于步骤如下：擦写光脉冲从垂直光栅耦合器耦合至波导，通过波导倏逝场耦合作用使纳米线发生相变；同时，通过电极施加电脉冲，使得纳米线发生相变；通过实时监测集成型光电存储器件电阻和透过率实现数据读取；通过实时监测透过率响应获得相变纳米线的瞬态过程，测试其相变速度。

6.一种权利要求5所述的基于相变纳米线的集成型光电存储器件的测试方法，其特征在于步骤如下：利用光电调制器调制连续激光产生100ps-1000ns的擦写光脉冲，波长为1.5-1.6μm，脉冲强度由光放大器放大；擦写脉冲经过光栅垂直耦合器耦合至波导，在倏逝场耦合作用下驱使纳米线发生相变；同时，通过电极施加电脉冲，使得纳米线发生相变；探测光在波导另一端的光栅垂直耦合器耦合至波导，波长为1.5-1.6μm，经过纳米线吸收后，探测光分成两部分，10％-50％的探测光由光电探测器收集，通过计算机显示出器件透过率；其它部分探测光由高速光电探测器监测，信号通过直流过滤器后，被高频示波器捕捉，与此同时，相变纳米线在电流源的偏置下，监测其静态电阻。