Niniejsza praca poświęcona jest opracowaniu elektro-optycznego modulatora światła mającego postać wielowarstwy typu metal-tlenek-półprzewodnik (metal-oxide-semiconductor, MOS) oraz zbadaniu w jaki sposób elektrycznie kontrolowany proces tworzenia warstw akumulacyjnych na granicach półprzewodnik-dielektryk wpływa na własności optyczne struktury.
W zaproponowanym urządzeniu fotonicznym jako materiał aktywny wykorzystano tlenek cyny indu (ITO), uzupełniony o warstwy krzemionki oraz pełniące funkcje elektrod warstwy srebra. Struktury zostały wytworzone za pomocą fizycznego osadzania z fazy gazowej wiązką elektronów (e-beam PVD), a ich charakteryzację przeprowadzono z użyciem technik skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), mikroskopii sił atomowych (AFM), elipsometrii spektroskopowej oraz pomiarów efektu Halla. Do modelowania propagacji światła przez modulator wykorzystano metodę macierzy przejścia (TMM).
Praca badawcza podzielona została na 3 części. W pierwszej kolejności zajęto się optymalizacją procesu wytwarzania warstw ITO. Opracowano autorską procedurę z wykorzystaniem plazmy tlenowej, która umożliwiła uzyskanie warstw ITO o wysokiej koncentracji nośników (7,9·10^20 cm^-3), niskiej chropowatości powierzchni (RMS = 1,75 nm) i jednocześnie wysokiej transmitancji sięgającej ponad 70 %. Ponadto wyeliminowano konieczność podgrzewania podkładu do wysokich temperatur (>100 °C), co pozwoliło na uniknięcie problemów z aglomeracją warstw srebra.
W dalszej kolejności skupiono się na wytworzeniu i charakteryzacji struktury wielowarstwowej mającej pełnić funkcję modulatora światła. Omówiono napotkane trudności techniczne i zaproponowano oraz przetestowano szereg geometrii urządzenia. Finalnie uzyskano sprawną wielowarstwę, charakteryzującą się pojemnością ok. 500 nF, dla której możliwe było zbadanie zmian właściwości optycznych pod wpływem zewnętrznego napięcia. Wykazano, że struktura pozwala na uzyskanie na granicy półprzewodnik-dielektryk nie tylko warstw akumulacyjnych, ale również warstw zubożonych. Na podstawie modelu elipsometrycznego wyliczono, że zmiana wartości współczynnika załamania warstwy aktywnej pod wpływem 2,5 V zewnętrznego napięcia sięga Δn = 0.25 dla długości fali 1500 nm.
Na koniec praca została uzupełniona o wyniki modelowania numerycznego z wykorzystaniem wielokomórkowej struktury MOS, w której możliwe byłoby spotęgowanie efektu zmiany współczynnika załamania poprzez dołożenie kolejnych warstw. Zgodnie z najlepszą wiedzą autora jest to jedyna eksperymentalna demonstracja tego typu urządzenia w Polsce.