近日,中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所取得了一項重要科研成果,成功實現(xiàn)了III-V族半導體量子點光源與CMOS工藝兼容的碳化硅光子芯片異質(zhì)集成。
研究團隊采用創(chuàng)新性的混合集成方案,將含InAs量子點的GaAs波導精準堆疊至4H-SiC電光材料制備的微環(huán)諧振腔上,形成了回音壁模式的平面局域光場。這種獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅實現(xiàn)了量子點光源與CMOS工藝的兼容,還顯著提升了光子芯片的性能和集成度。
在進一步的研究中,團隊在芯片上集成了微型加熱器,實現(xiàn)了對量子點激子態(tài)光譜范圍的寬達4nm的調(diào)諧。這一片上熱光調(diào)諧能力使得腔模與量子點光信號能夠精準匹配,從而實現(xiàn)了微腔增強的確定性單光子發(fā)射。實驗證明,該技術(shù)在4H-SiC光子芯片上具有良好的擴展?jié)摿Γ⒛苡行Э朔煌⑶婚g固有頻率差異帶來的問題。
這一成果結(jié)合了高純度單光子發(fā)射和CMOS工藝的兼容性,為光量子技術(shù)的實用化發(fā)展提供了重要支持。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,該方案不僅提高了光子芯片的性能和集成度,還降低了制造成本,使其更適合大規(guī)模生產(chǎn)和應用。此外,該技術(shù)的成功也為未來光量子網(wǎng)絡的構(gòu)建提供了新的思路,有望推動光量子通信、量子計算和量子傳感等領(lǐng)域的發(fā)展。
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