Photonics (Apr 2024)
Hybrid Integrated Silicon Photonics Based on Nanomaterials
- Domenic Prete,
- Francesco Amanti,
- Greta Andrini,
- Fabrizio Armani,
- Vittorio Bellani,
- Vincenzo Bonaiuto,
- Simone Cammarata,
- Matteo Campostrini,
- Samuele Cornia,
- Thu Ha Dao,
- Fabio De Matteis,
- Valeria Demontis,
- Giovanni Di Giuseppe,
- Sviatoslav Ditalia Tchernij,
- Simone Donati,
- Andrea Fontana,
- Jacopo Forneris,
- Roberto Francini,
- Luca Frontini,
- Gian Carlo Gazzadi,
- Roberto Gunnella,
- Simone Iadanza,
- Ali Emre Kaplan,
- Cosimo Lacava,
- Valentino Liberali,
- Leonardo Martini,
- Francesco Marzioni,
- Claudia Menozzi,
- Elena Nieto Hernández,
- Elena Pedreschi,
- Paolo Piergentili,
- Paolo Prosposito,
- Valentino Rigato,
- Carlo Roncolato,
- Francesco Rossella,
- Andrea Salamon,
- Matteo Salvato,
- Fausto Sargeni,
- Jafar Shojaii,
- Franco Spinella,
- Alberto Stabile,
- Alessandra Toncelli,
- Gabriella Trucco,
- Valerio Vitali
Affiliations
- Domenic Prete
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Francesco Amanti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Greta Andrini
- Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, 10129 Torino, Italy
- Fabrizio Armani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Vittorio Bellani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Vincenzo Bonaiuto
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Simone Cammarata
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Matteo Campostrini
- Laboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, Italy
- Samuele Cornia
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Thu Ha Dao
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Fabio De Matteis
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Valeria Demontis
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Giovanni Di Giuseppe
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Sviatoslav Ditalia Tchernij
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Simone Donati
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Andrea Fontana
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Jacopo Forneris
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Roberto Francini
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Luca Frontini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Gian Carlo Gazzadi
- Istituto Nanoscienze—Centro S3, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Via Campi 213/A, 41125 Modena, Italy
- Roberto Gunnella
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Simone Iadanza
- Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen, Switzerland
- Ali Emre Kaplan
- Optoelectronics Research Center, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK
- Cosimo Lacava
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Valentino Liberali
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Leonardo Martini
- Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia, 41125 Modena, Italy
- Francesco Marzioni
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Claudia Menozzi
- Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia, 41125 Modena, Italy
- Elena Nieto Hernández
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Elena Pedreschi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Paolo Piergentili
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Paolo Prosposito
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Valentino Rigato
- Laboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, Italy
- Carlo Roncolato
- Laboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, Italy
- Francesco Rossella
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- Andrea Salamon
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Matteo Salvato
- Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Fausto Sargeni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Jafar Shojaii
- Space Technology and Industry Institute, Swinburne University of Technology, Hawthorn, VIC 3122, Australia
- Franco Spinella
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Alberto Stabile
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Alessandra Toncelli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Gabriella Trucco
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Valerio Vitali
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/photonics11050418
- Journal volume & issue
-
Vol. 11,
no. 5
p. 418
Abstract
Integrated photonic platforms have rapidly emerged as highly promising and extensively investigated systems for advancing classical and quantum information technologies, since their ability to seamlessly integrate photonic components within the telecommunication band with existing silicon-based industrial processes offers significant advantages. However, despite this integration facilitating the development of novel devices, fostering fast and reliable communication protocols and the manipulation of quantum information, traditional integrated silicon photonics faces inherent physical limitations that necessitate a challenging trade-off between device efficiency and spatial footprint. To address this issue, researchers are focusing on the integration of nanoscale materials into photonic platforms, offering a novel approach to enhance device performance while reducing spatial requirements. These developments are of paramount importance in both classical and quantum information technologies, potentially revolutionizing the industry. In this review, we explore the latest endeavors in hybrid photonic platforms leveraging the combination of integrated silicon photonic platforms and nanoscale materials, allowing for the unlocking of increased device efficiency and compact form factors. Finally, we provide insights into future developments and the evolving landscape of hybrid integrated photonic nanomaterial platforms.
Keywords
- integrated silicon photonics
- nanostructured materials
- hybrid photonic platforms
- integrated photonic circuits