从长途光纤链路到短距离无线网络,数字通信系统越来越依赖于光子集成电路。然而,对更高带宽的追求正在将当前的解决方案推向极限。硅光子平台因其可扩展性和成本效益而备受赞誉,它依赖于诸如硅上 III-V 族元素异质外延[ 3 ]或在 SOI 波导上放置锗鳍片[ 1 ]等解决方案,以实现超高速应用。在所有硅光子技术中,氮化硅 (SiN) 材料平台具有一些独特的优势:它们提供非常低损耗的波导,由于非常高 Q 值的谐振器而具有非常好的滤波器,并且由于没有双光子吸收(与硅相比),因此可以处理非常高的功率。然而在 SiN 上,无法直接生长。一种可能的解决方案是将 III-V 族元素晶圆键合到 SiN 波导上[ 2 ]。在这项工作中,我们提出了一种多功能且可扩展的方法,通过微转印(µTP)单行载流子(UTC)光电二极管在 SiN 上创建波导耦合光电探测器。
志勇、苍怀兴和杨鑫 2020. 基于薄膜氮化镓 (GaN) 的声流体镊子:建模和微粒操控。超声波 108,106202。10.1016/j.ultras.2020.106202
Frederik Dostal 是一位电源管理专家,在该行业拥有 20 多年的经验。在德国埃尔朗根大学学习微电子学后,他于 2001 年加入美国国家半导体公司,担任现场应用工程师,在客户项目中实施电源管理解决方案方面积累了丰富的经验。在国家半导体公司任职期间,他还在美国亚利桑那州凤凰城工作了四年,担任应用工程师,从事开关电源工作。2009 年,他加入 ADI 公司,此后担任过各种职位,负责产品线和欧洲技术支持,目前作为电源管理专家,为公司带来广泛的设计和应用知识。Frederik 在德国慕尼黑的 ADI 办事处工作。
摘要 随着人们对高性能陶瓷氮化铝 (AlN) 的兴趣迅速增加,许多研究人员研究了对其进行加工的可能性。由于 AlN 被归类为难切削材料,使用辅助电极的电火花加工 (EDM) 工艺正在成为一种有效的加工方法。煤油作为介电流体,在工件表面形成连续的导电碳层以诱导和维持放电方面起着重要作用。大多数以前的方法使用管状电极将介电流体稳定地输送通过其中心孔。然而,在微细电火花加工的情况下,非常小的电极直径使得难以在电极上制造通孔,并且非常窄的间隙会阻止介电流体的流动。为了克服微细电火花加工中介质液流动问题,本研究介绍了两种促进流动的方法:一是采用D形固体电极获得较宽的非对称流道,二是采用O形固体电极加石墨粉混合煤油(GPMK)在相对较宽的放电间隙下流动。流动模拟结果表明两种方法均能促进煤油流动,实验结果也显示出类似的结果。当采用D形截面时,材料去除率增加,但刀具磨损增加。与传统方法相比,对于GPMK,金属去除率提高了64%,相对磨损率降低了73%。通过电压调度,在不牺牲可加工性的前提下,解决了采用O形固体电极GPMK配置进行深孔钻削时出现的精度下降问题。
采用光学显微镜方法对二维 (2D) 材料中的缺陷进行纳米级表征是光子片上器件的关键步骤。为了提高分析吞吐量,最近开发了基于波导的片上成像平台。然而,它们固有的缺点是必须将 2D 材料从生长基底转移到成像芯片,这会引入污染,可能会改变表征结果。在这里,我们提出了一种独特的方法来规避这些不足,即直接在氮化硅芯片上生长一种广泛使用的 2D 材料(六方氮化硼,hBN),并对完整的原生材料中的缺陷进行光学表征。我们将直接生长方法与标准湿转移法进行了比较,并证实了直接生长的明显优势。虽然在当前工作中用 hBN 进行了演示,但该方法很容易扩展到其他 2D 材料。
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量子密钥分发 (QKD) 被认为是各种潜在量子技术中最直接、最广泛实施的应用。QKD 通过使用光子作为信息载体,实现远距离用户之间共享密钥。目前正在进行的努力是以稳健、紧凑的方式在实践中实现这些协议,以便在各种现实场景中有效部署。固态材料中的单光子源 (SPS) 是这方面的主要候选者。本文展示了一种室温、离散变量量子密钥分发系统,该系统使用六方氮化硼中的明亮单光子源在自由空间中运行。采用易于互换的光子源系统,生成长度为一百万位的密钥和大约 70000 位的密钥,量子比特错误率为 6%,𝜺 安全性为 10-10。这项研究展示了利用 hBN 缺陷实现的第一个概念验证有限密钥 BB84 QKD 系统。
光子集成电路(图片)最初是为满足光纤数据传输系统的需求而设计的[1]。近年来,我们目睹了光子整合技术的爆发,并具有不断增长的应用范围。高度活跃的字段包括光传感器[2],医疗应用[3],光学频率梳子生成[4]和量子技术[5]仅举几例。综合光子技术的持续进展是由大型生态系统的开发引起的,包括提供开放访问制造服务的铸造厂[6]。硅光子学基于高度成熟的CMOS制造过程,在此scenario中起着重要的作用[6]。尽管传统的绝缘体硅(SOI)技术仍然在CMOS平台中占主导地位,但基于氮化硅波导的图片对于某些应用来说尤其重要[7]。与硅引导结构相比,用氮化硅制造的结构可提供较小的线性和非线性固有传播损失,较低的热光系数以及一个较大的透明度区域,该区域为从可见的中部到中央验收的应用打开了平台。在负面,氮化硅的主要缺点源于其折射率小于硅的折射率。因此,氮化硅波导中的场限制较差,并且弯曲波导切片中的辐射损失变大[8]。这最终限制了集成设备中曲率的最小可接受半径,因此限制了集成规模。可以通过结合次波长的光栅[9]或侧凹槽[10,11]来修改波格的几何形状来减少弯曲整合波导中的辐射损失。尽管如此,这些设计策略需要其他非标准制造步骤。使用匹配的弯曲[12]允许通过将弯曲的总范围调整为前两种模式的节拍长度的倍数,从而减轻恒定曲率部分与直线输入和输出波导之间的过渡处的损失。可以应用于任意长度的弯曲部分的替代方法是通过将相对侧向移动应用于直的和弯曲的波导[13,14],以最大化不连续性的模式耦合。其他方案基于弯曲波导宽度[15-18]的进行性修改或使用三角学[19],Spline [10,20,21],Euler [22-25],Bezier [16,26]或N -djustable [27]功能。弯曲辐射损失也可以使用不同的算法最小化[28 - 34]。
图4A描绘了具有不同BNNS分数的质量化的BNNS@环氧复合板。在用BNN掺杂之前,环氧树脂板看起来是黄色和透明的。然而,掺杂后,颜色变为白色,随着BNNS浓度的增加,板的透明度会降低。也可以推断出BNN均匀分散在整个环氧树脂中,从而导致均匀的复合材料。图4B说明了用于评估BNN@Epoxy复合板的Terahertz辐射屏蔽有效性的实验设置。实验设置由Terasense源组成,该源以100 GHz的频率发出连续波,其输出功率为80 MW,光电传输天线和THZ-B检测器(Gentec-EO)。这些组件由LabView Software(Gentec-eo)无缝协调,以从源头获得有效的数据采集和处理。值得注意的是,发射的辐射通过由BNNS@环氧复合板制成的衰减器,精心设计,以满足实验的特定要求。
