硅基太赫兹技术及未来趋势

不同于传统的太赫兹组件,基于硅基的太赫兹系统在大规模使用情况下具有成本低,尺寸小,集成度高,操作性强,更容易实现大阵列等特点。近10年来,随着硅基半导体技术的快速发展和硅基工艺晶体管的截止频率提升,硅基太赫兹系统芯片的设计发展迅猛。本文将主要从硅基太赫兹源、硅基太赫兹成像芯片、硅基太赫兹通信芯片、硅基太赫兹雷达芯片四个方面对当前的硅基太赫兹系统芯片的研究现状和发展趋势进行综述。     

硅基喇曼激光器研究进展(本期优秀论文)

硅基激光器的研制对于新兴的硅基光子学的发展具有重要意义,介绍了硅基材料中喇曼散射的原理、特点,并总结了硅基喇曼激光器的发展历程和最新进展,展示了硅基喇曼激光器发展的良好前景.     

硅基集成激光雷达技术

论述了硅基相控阵激光雷达和硅基光开关阵列激光雷达的工作原理,并回顾了这两种硅基全固态激光雷达的发展历程。业界对于硅基相控阵激光雷达的研究开始较早,目前已取得了显著成果;但大阵列硅基相控阵激光雷达的控制电路很复杂,实现起来较困难。硅基光开关阵列激光雷达的工作方式非常简单,技术门槛较低,发展迅猛,与硅基相控阵激光雷达在性能上的差距也越来越小。     

硅基微显示器发展现状与研究进展

硅基微显示器以单晶硅为衬底,背板中集成CMOS驱动电路,具有体积小、像素密度高、开关速度快、功耗低等特性,在近眼显示、投影、增强现实/虚拟现实（AR/VR）等领域具有广泛应用。综述数字微镜器件（DMD）、硅基液晶（LCoS）、硅基有机发光（OLED on silicon）、硅基二极管发光（硅基micro-LED）4种硅基微显示器,重点论述硅基OLED和硅基micro-LED的关键技术和研究进展。这些硅基微显示器具有主动发光、高分辨率、高刷新率、高对比度、低功耗等突出特点,在近眼显示领域拥有巨大的应用潜力。     

硅基锗PIN光电探测器的研究进展

随着硅基锗薄膜外延技术的突破,基于硅基锗材料的光电子器件快速发展,其中以硅基锗光电探测器最为突出。由于锗可以实现近红外通信波段的光吸收,而且完全兼容硅的CMOS工艺,硅基锗探测器几乎成为硅基光探测的唯一选择。文章主要介绍了面入射和波导耦合两类常见硅基锗光电探测器的研究进展,包括典型的器件结构,以及提升响应度和带宽等性能的主要途径。     

C60/硅基介孔复合物的发光研究

用化学沉积法制备了C60/多孔硅以及C60/硅基多孔氧化铝两种硅基介孔复合物,并研究了它们的发光性质.结果表明C60的毗联可以影响多孔硅的发光性质,但对硅基多孔氧化铝的发光基本不产生影响.这种现象可以从多孔硅以及硅基多孔氧化铝的发光机理进行解释.     

硅基喇曼放大器的研究进展

低成本的硅基光器件研究具有重要的意义,在硅中受激喇曼散射是实现光放大的有效方法.本文总结了硅波导中实现净增益和硅基喇曼放大器的发展过程和最新的研究进展,展现了硅基喇曼放大器以及硅基光子器件发展的光明前景.     

C_(60)/硅基介孔复合物的发光研究

用化学沉积法制备了 C6 0 /多孔硅以及 C6 0 /硅基多孔氧化铝两种硅基介孔复合物 ,并研究了它们的发光性质 .结果表明 C6 0 的毗联可以影响多孔硅的发光性质 ,但对硅基多孔氧化铝的发光基本不产生影响 .这种现象可以从多孔硅以及硅基多孔氧化铝的发光机理进行解释     

硅基纳米材料发光特性的研究进展

近年,硅基低维材料物理与工艺的研究预示,硅基光电子学将是今后半导体光电子学的一个主要发展方向,而硅基低维发光材料又将成为半导体光电子集成技术的主要基础材料。随着硅基超晶格,量子阱和多孔硅研究的不断深化以及纳米科学技术的日益发展,硅基发光材料正向纳米方向开拓。     

硅基BIB红外探测器研究进展

以锗基和硅基为主的阻挡杂质带（blocked impurity band,BIB）红外探测器的兴起有力推进了红外天文学的快速发展,其中硅基BIB红外探测器在特定波长的航天航空领域有着不可替代的地位。国外对硅基BIB红外探测器的研究已有40多年,以美国航空航天局（NASA）为主的科研机构已经实现了硅基BIB红外探测器在天文领域的诸多应用,而国内对硅基BIB红外探测器的研究尚处于起步阶段。本文首先阐述了硅基BIB红外探测器的工作原理,然后简单概述了器件结构和制备工艺,并对不同类型的硅基BIB探测器的性能进行了对比分析,之后介绍了其在天文探测中的应用,最后对硅基BIB红外探测器未来的发展进行了展望。     

硅基拉曼激光器的研究与进展

硅基激光器实现的问题一直是硅光电集成的主要障碍。实现硅基激光器的有效方法之一是采用拉曼散射原理实现硅基拉曼激光器。本文详细阐述了硅基拉曼激光器的工作原理、波导结构,并介绍了近几年来已经实现的脉冲和连续波拉曼激光器的结构和工作性能。     

基于MEMS硅基波导的W波段大功率倍频源设计

基于自主MEMS工艺,通过在203.2 mm(8英寸)的硅晶圆上采用刻蚀、镀金、键合等工艺途径实现了硅基波导结构,设计并制作了W波段硅基波导带通滤波器和W波段硅基波导H-T合成器.测试结果表明MEMS工艺制作的硅基波导器件具有很高的一致性.以此硅基波导器件为基础,研制了W波段大功率8倍频源.经测试,该倍频源在92～96...     

石墨烯/硅基异质集成光电子器件

石墨烯/硅基异质集成的光子器件研究在近年来取得了巨大进展,因石墨烯所具有的诸多独特的物理性质如超高载流子迁移率、超高非线性系数等,石墨烯/硅基异质集成器件展现出了诸如超大带宽、超低功耗等优异性能。文章介绍了近年来报道的典型石墨烯/硅基异质集成器件,包括石墨烯/硅基电光调制器、石墨烯/硅基热光调制器和石墨烯/硅基光电探测器,简要阐述了其原理与性能,并对其未来的应用与发展做出了展望。     

（100）与（111）晶面硅基金属整片键合后选择性去衬底技术

采用硅基金属整片键合后选择性去衬底技术,通过热压键合技术将（100）晶面硅与（111）晶面硅高温键合,利用聚二甲基硅氧烷保护（100）晶面硅衬底,再粗化（111）晶面硅衬底加快其刻蚀速率,后通过湿法选择性刻蚀去除（111）晶面硅衬底。此技术在不损伤硅基驱动芯片的前提下实现了选择性去除硅基氮化镓外延衬底,是一种材料混合集成的新技术,有望应用于自对准硅基Micro-LED微显示器件制程和光电子器件集成领域。     

低双折射系数的硅基二氧化硅波导制备与数值分析

采用非传统工艺制备了硅基二氧化硅光波导,制备的波导侧向存在一硅层.利用有限元法(FEM)从理论上分析了侧向硅层存在时的硅基二氧化硅光波导的应力分布,并采用全矢量隐含迭代法束传播法(ADI-BPM)对制备的光波导双折射系数进行计.结果表明,侧向硅层的存在可平衡硅基二氧化波导在水平方向与垂直方向的应力,减小这两个方向上的应力差,有助于减小硅基二氧化硅光波导的应力双折射.     

硅基微显示芯片综述

增强现实技术是元宇宙重要的人机交互平台,其中光学成像部件和微显示屏是成像质量的关键。目前有5种微显示器件：硅基液晶、硅基OLED、硅基micro LED、digital light processing(DLP)、激光扫描振镜。将着重介绍不同微显示屏的组成结构、工艺流程、硅基驱动方式、发展现状及面临的挑战。在硅基驱动部分,将从像素驱动的不同电路和不同驱动电路的优缺点入手,分析不同显示技术在硅基部分的设计和指标挑战。对目前不同技术所能达到的指标进行汇总比较。讨论硅基背板的设计关注点和发展趋势。最后,对不同微显示芯片的应用场景和发展进行讨论。     

应用于柔性电子的超薄硅基芯片研究进展北大核心

柔性电子技术在近些年得到了快速发展，越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路，但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化，并且在制备、转移、封装的过程中极易产生缺陷或者破碎，导致芯片性能退化甚至失效。因此，超薄硅基芯片的制备工艺和柔性封装技术对于制备高可靠性的柔性硅基芯片十分关键。在此背景下，文章综述了柔性硅基芯片的力学和电学特性研究进展，介绍了几种超薄硅基芯片的减薄工艺和柔性封装前沿技术，并对超薄硅基芯片在柔性电子领域的应用和发展进行了总结和展望，为柔性硅基芯片技术的进一步研究提供参考。     

硅基集成光子器件先进设计方法

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法：绝热捷径法和变换光学方法,简要阐述其物理原理,并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。     

硅基自旋注入研究进展

自旋注入、自旋探测和自旋操控是构建半导体自旋电子器件的基础.在硅基材料上采用电的方式进行自旋注入,有利于自旋器件与微电子芯片的集成化,是当前该领域的研究热点课题之一.简要概述了硅基自旋注入的研究进展,首先介绍了半导体自旋注入的原理和方法,着重评述了以磁隧道结(MTJ)结构为核心的硅基自旋注入的研究进程,然后详细论述了硅基自旋注入的测试原理、器件结构扣实验方法,最后给出了硅基自旋注入的主要研究目标和发展方向,并展望了硅基自旋电子器件的前景.     

硅基纳米材料制备技术的新进展

近年,硅基低维材料物理与工艺的研究预示,硅基光电子学将是今后半导体光电子学的一个主要发展方向,而对硅基纳米材料的研究一直是本领域的一个研究热点,评述了近年硅基纳米材料在制备技术方面所取得的新进展,并展望了今后的发展方向。