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鄰社信息復(fù)旦科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦的多功能集成光子器件

作者:山東LED顯示屏廠(chǎng)家    發(fā)布時(shí)間:2024-02-26 16:11     瀏覽次數(shù) :


隨著后摩爾時(shí)代信息技術(shù)的發(fā)展,高效的有源片上集成光子器件得益于其超快的傳輸速率、極低的能耗、強(qiáng)力的抗干擾能力以及豐富的調(diào)制手段,對(duì)推進(jìn)未來(lái)信息處理與計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的突破具有至關(guān)重要的意義。
 
近年研究發(fā)現(xiàn),鹵素鈣鈦礦作為一種直接帶隙半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的光電性能,并且經(jīng)過(guò)圖案化工藝后表現(xiàn)出非凡的激光和波導(dǎo)特性。因此為實(shí)現(xiàn)集成光子芯片提供了一種新的材料平臺(tái)。
 
近日,復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院器件工藝團(tuán)隊(duì)通過(guò)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)出高質(zhì)量的銫鉛溴(CsPbBr3)單晶鈣鈦礦薄膜,利用聚焦離子束刻蝕技術(shù)在單晶薄膜上精確地刻出不同形狀和尺寸的微納結(jié)構(gòu),由此制備的微米線(xiàn)激光器展現(xiàn)出高度相干的光子型激射,其激射閾值為48.7 J/cm2,品質(zhì)因子高達(dá)2460。
 
在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步制備出多種多功能的集成光子器件,其中包括波導(dǎo)耦合器、Y型分束器、X型耦合器和馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x等,可應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)光子芯片上的信號(hào)生成、傳輸、分離和調(diào)制等功能。
 
由此基于鈣鈦礦半導(dǎo)體的集成光子器件展示了單晶薄膜作為光源和操作元件的潛力,為未來(lái)的集成光子芯片提供了一種新的材料系統(tǒng)和制備方法。同時(shí),這些光子器件還可以與其他功能元件結(jié)合,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的光信號(hào)處理和邏輯運(yùn)算,為未來(lái)的集成光子學(xué)和量子信息技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新方向。相關(guān)成果以“Inorganic Perovskite-Based Active Multifunctional Integrated Photonic Devices”(可點(diǎn)擊“閱讀原文”獲?。轭}發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications|(2024)15:1536)。復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授季力、青年研究員胡申、教授孫清清為共同通訊作者,信息科學(xué)與工程學(xué)院副研究員王俊為合作通訊作者,微電子學(xué)院博士生韓琦為第一作者。

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