رزومه
QR


محمود نیکوفرد

محمود نیکوفرد

دانشیار

عضو هیئت علمی تمام وقت

دانشکده: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

گروه: مهندسی برق - الکترونیک

مقطع تحصیلی: دکترای تخصصی

رزومه
QR
محمود نیکوفرد

دانشیار محمود نیکوفرد

عضو هیئت علمی تمام وقت
دانشکده: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - گروه: مهندسی برق - الکترونیک مقطع تحصیلی: دکترای تخصصی |

Design and analysis of InP-based plasmonic optical logic gates using GST phase-change material

نویسندگانعلیرضا ملک محمد,محمود نیکوفرد,حمید نظام دوست
نشریهJournal of Optics
ضریب تاثیر (IF)ثبت نشده
نوع مقالهFull Paper
تاریخ انتشار2025-08-22
رتبه نشریهعلمی - پژوهشی
نوع نشریهالکترونیکی
کشور محل چاپایران
نمایه نشریهJCR ,SCOPUS

چکیده مقاله

This paper presents the design and analysis of plasmonic optical logic gates monolithically integrated on an indium phosphide (InP) platform using electrically controlled Ge2Sb2Te5 (GST) phase-change material. The proposed heterostructure (InP substrate, InGaAsP core layer, GST layer, and gold electrodes) achieves non-volatile switching in a compact 260-nm active region, exhibiting approximately 30% transmission in the amorphous GST phase and over 80% attenuation in the crystalline phase. Using finite element method optimization, we propose: a ring resonator-based NOT gate operating at 1.527 µm wavelength with 10.2 dB extinction ratio (ER); cascadable NOR gates achieving 19.93 dB ER; and designs for BUFFER and AND gates with ERs of 12.61 dB and 26.40 dB, respectively. These gates offer sub-wavelength compactness, electrical control capability, zero static power consumption, and direct co-integration potential with InP-based lasers and detectors. This platform establishes a scalable pathway toward non-von Neumann photonic processors and optical communication applications.