《基於新型光電功能材料的高速低功耗光調製技術研究》是依託吉林大學，由張大明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於新型光電功能材料的高速低功耗光調製技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張大明
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目針對片上光互連繫統對調製器的性能需求，以提高調製器調製頻寬、減小器件體積和降低能耗為主要目標，開展基於新型有機電光材料普克爾斯效應和增強等離子色散效應的矽基高速調製器機理及器件研究。開展新型電光材料的製備、表征及工藝兼容性研究，設計合成新穎的“紡錘形”生色團分子，在保證材料具有較大電光係數的同時增加取向穩定性，結合SOI Slot波導製備100GHz矽基有機電光調製器；在矽基調製器研究方面，闡明限制矽基調製器調製效率提高的主要瓶頸以及解決方案，通過引入應變和鍺組分調節矽鍺材料的等離子色散效應，建立等離子色散效應與材料參數的理論模型，獲得最佳化的材料參數，利用其增強的等離子色散效應製備基於應變矽鍺材料作為有源區的高速光電調製器，提升器件的調製效率，相比於基於矽材料等離子色散效應的調製器，器件尺寸和功耗各降低50%以上，為片上光互連繫統的套用和發展奠定堅實的器件基礎。
結題摘要
項目針對片上光互連繫統對調製器的性能需求，以提高調製器調製頻寬、減小器件體積和降低能耗為主要目標，開展基於新型有機電光材料普克爾斯效應和增強等離子色散效應的矽基高速調製器機理及器件研究。開展了新型電光材料的製備、表征及工藝兼容性研究，設計併合成了新穎的“紡錘形”生色團分子，在保證材料具有較大電光係數的同時增加取向穩定性；在矽基調製器研究方面，闡明限制矽基調製器調製效率提高的主要瓶頸以及解決方案，通過引入應變和鍺組分調節矽鍺材料的等離子色散效應，建立等離子色散效應與材料參數的理論模型，獲得最佳化的材料參數，利用其增強的等離子色散效應製備基於應變矽鍺材料作為有源區的高速光電調製器，提升器件的調製效率；通過與中科院半導體所合作研製出100.4GHz的矽基電光調製器。在本項目的資助下，不但在新型電材料材料合成與表征、高速低功耗電光調製器件理論分析設計和實驗製備方面全面完成計畫任務，而且研製出高速矽基電光調製器件。項目負責人在2016-2019年先後獲得國家重點研發計畫項目（2016YFB0402502，參與，經費50萬元）、吉林省發改委工程實驗室自主創新能力建設項目（2016C019，負責，經費50萬元）、吉林省科技發展計畫(20190302010GX，負責，經費100萬元)等項目的資助，促進了高速低功耗電光調製器件研究的全面深入開展。以本項目為研究工作基礎，國繞國家重大戰略需求，發展信息傳輸與處理的光電子與微電子集成晶片，做為項目負責人，2019年申請了“多層交叉結構的光子集成晶片”國家重點研發項目（項目編號：2019YFB2203000），該項目最終獲得國家重點研發計畫支持，項目經費：2716萬元，項目起止日期：2020.1.1-2022.12.31。本項目研究共獲研究成果45項，發表研究論文37篇（其中SCI論文33篇），獲國家授權發明專利8項。舉辦全國性學術會議1次，參與主辦全國性學術會議3次；參加國內會議6次，發表國際會議邀請報告1篇，國內會議邀請報告5篇。培養博士研究生13名，碩士研究生17名，其中博士畢業6名，碩士畢業8名。
