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2020-04-01 來源︰上海交通大(da)學 我要評論(0) 字號︰大(da)

近日,上海交通大(da)學密西(xi)根學院(yuan)教師但亞(ya)平主持申報的(de)“室溫通訊波(bo)段 基激光器”項目(mu)獲2019年(nian)度上海市(shi)教育委員會科研創新(xin)計劃重大(da)項目(mu)資(zi)助,項目(mu)執行(xing)期為(wei)5年(nian),資(zi)助經費(fei)總額300萬(wan)元。交大(da)密西(xi)根學院(yuan)萬(wan)文杰(jie)教授(shou)與電子(zi)信息與電氣工程學院(yuan)周林(lin)杰(jie)教授(shou)為(wei)該(gai)項目(mu)的(de)共同參(can)與人(ren)。

全 基光電子(zi)系統原理圖

 基光電子(zi)是下一代通信技術(shu)的(de)關(guan)鍵(jian)技術(shu),但該(gai)技術(shu)的(de)發展受限于(yu) 基室溫通訊波(bo)段激光器的(de)成功(gong)研制。由(you)于(yu) 是間接帶隙半(ban)導體,並且 的(de)禁帶寬度大(da)于(yu)通訊波(bo)段光子(zi)能量,因此(ci) 既不能探測通訊波(bo)段光波(bo),也不能發射(she)通訊波(bo)段光波(bo)。在 中摻雜鉺元素從而(er)使 襯底變成發光材料(liao)的(de)方法,近來引(yin)起廣(guang)泛(fan)關(guan)注。摻入的(de)鉺元素在 襯底中引(yin)入俘獲態, 中的(de)電子(zi)空穴對可在此(ci)復合並發射(she)通訊波(bo)段光。但是由(you)于(yu)其他(ta)能態的(de)存在,使得(de)室溫下的(de)發光效率極低,室溫下量子(zi)效率不足0.1%。為(wei)了提高室溫下的(de)發光效率,研究(jiu)人(ren)員一直在尋找優化方法。

鉺摻雜 基發光二極管(guan)

但亞(ya)平課題組在前(qian)期研究(jiu)中,對鉺注入的(de) 襯底進行(xing)了特(te)種退火處理,大(da)幅(fu)降低了非輻射(she)復合中xing)吶nong)度,將樣品的(de)室溫量子(zi)效率提高到14%(提高了兩個數量級以上),並且實現了室溫條件下的(de) 基發光二極管(guan)(LED)。該(gai)項目(mu)擬進一步研究(jiu)室溫通訊波(bo)段 基激光器,並將該(gai)激光器與CMOS 電路(lu)、光調制器、 光探測器和(he)光波(bo)導集成在同一片(pian)芯片(pian)上,有望實現完全集成的(de) 基光電子(zi)系統,確立我國在該(gai)領域的(de)國際領導地位。

經過半(ban)個多世紀(ji)的(de)發展,集成電路(lu)產業已經成為(wei)全世界經濟和(he)社會發展的(de)戰略(lue)性產業,帶動(dong)著汽車工業、消費(fei)電子(zi)、航(hang)空航(hang)天等多個行(xing)業的(de)發展。在我國,集成電路(lu)產業更是舉(ju)足輕重,高端(duan)芯片(pian)制造和(he)設計技術(shu)缺乏、長(chang)期依賴進口,成為(wei)抑制我國產業升(sheng)級和(he)經濟轉型的(de)瓶頸,發展集成電路(lu)產業已確立為(wei)我國國家產業戰略(lue)。

集成電路(lu)產業的(de)成功(gong)發展主要依賴集成電路(lu)中場效應晶體管(guan)(MOSFET)尺寸不斷(duan)xian)跣。 佣er)使得(de)性能不斷(duan)提高而(er)成本不斷(duan)降低。集成電路(lu)發展至今,電路(lu)工作頻率越來越受限于(yu)芯片(pian)內(na)金屬連線而(er)非場效應晶體管(guan)本身的(de)速(su)度。光縴(xian)信號傳輸(shu)速(su)度快、損(sun)耗低,利用光縴(xian)取代芯片(pian)上的(de)金屬連線,即實現 基光子(zi)器件與CMOS場效應晶體管(guan)片(pian)上集成(全 基光電子(zi)系統),成為(wei)未(wei)來通信技術(shu)的(de)研究(jiu)重點(dian)和(he)主要趨(qu)勢。

上海市(shi)教委設立科研創新(xin)計劃旨在穩定資(zi)助一批高校優秀科研工作者潛心mu)蒲泄?鰨  迫ren)文社會科學領域重大(da)理論問題和(he)自(zi)然科學前(qian)沿基礎研究(jiu)領域的(de)新(xin)知識、新(xin)原理、新(xin)方法,開展前(qian)瞻(zhan)性研究(jiu),以期獲得(de)重大(da)原始創新(xin)成果。

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