硅电池的输出电压较小,一个电池的输出电压约为 0.6 V。要达到 24 V 的输出电压,至少需要 40 个电池。CPV GaAs 电池的电压大约高出 4 倍。一个电池的输出电压约为 3 V。要达到 24 V 的输出电压,只需要 8 个电池。达到所需电压所需的电池数量越少,CPV 面板的可靠性就越高。
半导体技术依赖于通过在半导体基质材料的晶格中控制引入替代杂质(掺杂)来调整基板的电性能的能力,以便调整其电子、光学和/或磁性。1 然而,目前的原位掺杂策略不能轻易扩展到纳米级。随着半导体器件的尺寸缩小到纳米级,半导体内单个原子的标准随机分布变得至关重要,因为均匀掺杂分布的假设不再成立。2,3 目前,科学界正在努力开发一种新技术,以展示纳米级半导体结构的确定性掺杂。传统的掺杂技术主要基于离子注入,即用高能含掺杂剂的离子轰击目标半导体,随后使用高温热处理诱导离子替换晶格中的原子。 1 该技术的主要优势在于可以独立控制半导体主体内的掺杂剂量和杂质原子的深度分布。这种方法已被广泛探索,并已成为微电子领域的主力,因为它可以保证大面积的出色掺杂均匀性。
在目前的长距离通信中,大量粒子携带的经典信息本质上对某些传输损耗具有鲁棒性,但因此可能会被窃听而不被察觉。另一方面,量子通信可以提供可证明的隐私,并可以利用量子中继器进行纠缠交换来减轻传输损耗。为此,过去几十年来,人们付出了相当大的努力来开发量子中继器,将长寿命量子存储器与不可区分的单光子源结合起来。已经开发了多种固态光学自旋量子比特候选物,包括量子点、稀土离子以及金刚石和碳化硅 (SiC) 中的色心。从这个角度来看,我们简要概述了在 SiC 中开发光学活性自旋量子比特的最新进展,并讨论了量子中继器在应用中的挑战和可能的解决方案。鉴于不同材料平台的发展,讨论了 SiC 自旋量子比特在可扩展量子网络中的前景。
摘要:微电子计算机在满足当今所有信息处理需求方面遇到了挑战。满足这些需求将需要开发采用替代处理模型和新设备物理的非传统计算机。神经网络模型已成为现代机器学习算法的主导,并且已经开发出专门的电子硬件来更有效地实现它们。硅光子集成行业有望将通常为微电子保留的制造生态系统带入光子学。光子器件已经找到了简单的模拟信号处理利基,其中电子器件无法提供足够的带宽和可重构性。为了解决更复杂的信息处理问题,它们必须采用
鉴于其无与伦比的集成和可扩展潜力,硅很可能成为大规模量子技术的关键平台。由杂质 [ 1 ] 或量子点 [ 2 , 3 ] 形成的单个电子编码人造原子已成为硅基集成量子电路的有前途的解决方案。然而,在如此流行的半导体中,尚未分离出具有远距离信息交换所需的光学接口的单个量子比特 [ 4 ]。这里,我们展示了在植入碳原子的商用绝缘体上硅晶片中单个光学活性点缺陷的隔离。这些人造原子在电信波长下表现出明亮的线性偏振单光子发射,适合在光纤中长距离传播。我们的结果表明,尽管硅的带隙很小(≃ 1.1 eV)先验不利于此类观察 [5],但硅可以容纳在单尺度上可光学隔离的点缺陷,就像宽带隙半导体一样 [6]。这项工作为硅基量子技术开辟了无数前景,从集成量子光子学到量子通信 [7] 和计量。借助微电子行业的巨大成功,硅无疑是部署大规模量子技术的有前途的平台。与单个掺杂剂 [1] 或栅极定义的量子点 [2,3] 相关的硅基电量子比特已经被用于展示可扩展集成量子电路的基本构造块。除了需要在稀释冰箱中操作之外,这些物质量子比特仍然不能远程交换长距离量子信息,因为它们不与光接口。另一方面,电信波长的光子量子比特可以通过概率非线性光学过程在硅内部产生[8]。即使它们适合长距离传播,这些光子也不会与物质量子系统耦合,从而限制了量子比特的实现。
• 2023 年,连续第五年荣获印度政府教育部颁发的“最佳表现机构创新委员会 (IIC)”称号 • 2023 年和 2021 年,唯一一家来自奥里萨邦的 IIC 被印度政府教育部选为资助导师机构 • 2022 年奥里萨邦能源保护奖 • 2022 年被 Start-up Odisha 认可为“孵化器” • 2021 年 CV Raman 学术卓越奖 • 2021 年荣获奥里萨邦 BPUT 颁发的“初创细胞”奖 • 我们的创新与孵化中心于 2019 年被印度政府 MSME 批准为企业孵化器 (BI)。印度 • 2018 年和 2019 年被印度技术教育协会 (ISTE) 评为奥里萨邦“最佳工程学院” • 2017 年荣获奥里萨邦技术会议“最佳研发技术学院奖” • 2016 年被 ABP News 评为“东部地区杰出工程学院”
图 4. (a) PDMS 上硅纳米带的可视化马赛克图像。红色框表示成像区域。(b) 基于主硅峰面积的硅纳米带 3-D 图像。(c) 基于硅峰位置分布的拉曼图像(蓝色为无应变硅,红色为应变硅)。(d) 基于与典型硅光谱的相关性的拉曼图像(绿色区域为典型硅,蓝色区域为荧光杂质)。(e) 代表性光谱显示了 4c 中拉曼光谱的偏移(应变)。(f) 4d 中代表性光谱显示了荧光。
表面微加工的一个成功光学应用是开发静电驱动微机械镜阵列(由可移动的反射或折射元件组成的大规模并行阵列),用于投影显示系统。1 每个元件都是一个镜面部分,可用作大型显示器中的一个像素,元件的驱动通过二进制数字控制信号并行协调。在这种系统中,已证明简单微机械致动器的制造成品率可以接近 100%。此外,已证实可以实现电子器件与微机电系统(MEMS)阵列结构的大规模集成。这种集成是通过在平面化 CMOS 电子器件阵列上构建 MEMS 结构来实现的。已提出了这些基本概念的几种扩展,以便开发用于自适应光学系统的表面微加工连续膜可变形镜。在自适应光学中,重要的是可变形镜既要连续又要精确可调。本文描述的装置是使用表面微加工技术制造的第一种连续镜。~ 体微加工连续镜之前已经展示过。2 ! 波士顿大学设计、制造和测试了表面微加工镜。该装置由单个柔性光学膜组成,该膜由多个附件支撑,这些附件位于表面法向静电致动器的底层阵列上。该装置有两个特点与以前的表面微加工镜系统不同。首先,镜面是连续的,而不是分段的。因此,致动器的局部变形会导致镜面平滑偏转,表面轮廓没有不连续性,没有由于分段边缘而导致的衍射干扰,也没有由于填充因子低于 1 而导致的光强度损失。此外,新的可变形镜装置允许精确、连续地控制镜面膜。
表面微加工的一个成功光学应用是开发静电驱动微机械镜阵列(由可移动的反射或折射元件组成的大规模并行阵列),用于投影显示系统。1 每个元件都是一个镜面部分,可用作大型显示器中的一个像素,元件的驱动通过二进制数字控制信号并行协调。在这种系统中,已证明简单微机械致动器的制造成品率可以接近 100%。此外,已证实可以实现电子器件与微机电系统(MEMS)阵列结构的大规模集成。这种集成是通过在平面化 CMOS 电子器件阵列上构建 MEMS 结构来实现的。已提出了这些基本概念的几种扩展,以便开发用于自适应光学系统的表面微加工连续膜可变形镜。在自适应光学中,重要的是可变形镜既要连续又要精确可调。本文描述的装置是使用表面微加工技术制造的第一种连续镜。~ 体微加工连续镜之前已经展示过。2 ! 波士顿大学设计、制造和测试了表面微加工镜。该装置由单个柔性光学膜组成,该膜由多个附件支撑,这些附件位于表面法向静电致动器的底层阵列上。该装置有两个特点与以前的表面微加工镜系统不同。首先,镜面是连续的,而不是分段的。因此,致动器的局部变形会导致镜面平滑偏转,表面轮廓没有不连续性,没有由于分段边缘而导致的衍射干扰,也没有由于填充因子低于 1 而导致的光强度损失。此外,新的可变形镜装置允许精确、连续地控制镜面膜。