Silicium en siliciumnitride zijn veelbelovende materialen voor geintegreerde fotonica. Vooral siliciumnitridechips zijn compact, hebben lage verliezen en kunnen gebruikt worden voor veel verschillende golflengtes. Echter voor bepaalde toepassingen, zoals het opwekken of moduleren van licht, is dit materiaal niet zo geschikt. Deze chips combineren met andere materialen kan een aantal problemen verhelpen. In dit doctoraatsonderzoek worden fotonische chips gecombineerd met tweedimensionale kristallen en dunne films die een sterke niet-lineair optische respons vertonen. Niet-lineaire processen kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor het moduleren van licht of voor het genereren van licht bij nieuwe golflengtes. In het doctraatsonderzoek wordt aangetoond dat een geïntegreerde golfgeleider bedekt met grafeen, het meest bekende tweedimensionaal materiaal, kan gebruikt worden voor het genereren van nieuwe golflengten door middel van vierbundelmenging. Er wordt ook experimenteel aangetoond dat de sterkte van dit effect kan aangepast worden door het aanleggen van een elektrische spanning. De mogelijkheid om molybdeendisulfide, een ander tweedimensionaal materiaal, te gebruiken voor niet-lineaire optica op een chip, wordt ook onderzocht. Loodzirconaattitanaat is een derde materiaal dat onderzocht wordt. Er wordt aangetoond dat als en siliciumnitridegolfgeleider wordt bedekt met een dunne laag van dit materiaal, dat nieuwe toepassingen, zoals frequentiverdubbeling of fasemodulatie van licht, mogelijk worden.