近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所傳來振奮人心的消息，該所在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。研究團(tuán)隊成功地將III-V族半導(dǎo)體量子點光源與CMOS工藝相兼容的碳化硅光子芯片進(jìn)行了異質(zhì)集成。
這一突破性的混合集成方案，采用了創(chuàng)新的堆疊技術(shù)，將含有InAs量子點的GaAs波導(dǎo)精確地放置在了由4H-SiC電光材料制成的微環(huán)諧振腔之上。這一設(shè)計巧妙地利用了回音壁模式，形成了平面局域光場，為光量子技術(shù)的發(fā)展開辟了新的道路。
為了進(jìn)一步優(yōu)化這一集成方案，研究人員在芯片上集成了微型加熱器。通過加熱，他們成功實現(xiàn)了對量子點激子態(tài)光譜范圍的寬幅調(diào)諧，調(diào)諧范圍達(dá)到了4nm。這一片上熱光調(diào)諧技術(shù)，使得腔模與量子點光信號能夠精準(zhǔn)匹配，從而實現(xiàn)了微腔增強(qiáng)的確定性單光子發(fā)射。這一成果不僅展示了技術(shù)的先進(jìn)性，更為光量子網(wǎng)絡(luò)的實用化奠定了堅實基礎(chǔ)。
值得注意的是，該技術(shù)在4H-SiC光子芯片上展現(xiàn)出了巨大的擴(kuò)展?jié)摿?。它能夠有效克服不同微腔間固有頻率差異所帶來的問題，為光量子器件的集成和規(guī)?；瘧?yīng)用提供了新的解決方案。這一創(chuàng)新不僅結(jié)合了高純度的材料特性，還充分考慮了CMOS工藝的兼容性，使得未來的光量子網(wǎng)絡(luò)在性能與成本之間找到了更佳的平衡點。
此次成功，標(biāo)志著中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所在半導(dǎo)體量子點光源與碳化硅光子芯片異質(zhì)集成領(lǐng)域邁出了重要一步。這一技術(shù)突破有望推動光量子網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為未來的信息技術(shù)革命貢獻(xiàn)中國智慧和中國方案。
