KAIST團隊發現突破性光學耦合機制,將半導體集成度提高100倍!
近日,韓國科學技術院(KAIST)電氣電子工程系教授Sangsik Kim領導的研究小組宣布,他們發現了一種實現密集光子集成的新途徑。
三星電子總裁Kwang-Hyung Lee表示,上述研究小組發現了一種光學耦合機制,可以將光學半導體器件的集成度提高100倍以上。
集成光半導體(Integrated optical semiconductor)術是將激光雷達、量子傳感器、計算機等復雜的光學系統集成到單個小芯片上的新一代半導體技術,全球范圍內正進行大量的研究和投資。
在現有的半導體技術中,以5nm或2nm為單位制造的關鍵是它有多小,但提高光學半導體器件的集成度可以說是決定性能、價格和能效的關鍵技術。
每個芯片可以配置的元件數量的程度稱為集成度。然而,由于光的波動性質,相鄰器件之間的光子之間會發生串擾,因此提高光學半導體器件的集成度非常困難。
在以前的研究中,只有在特定的極化下才能減少光的串擾。但在這項研究中,研究小組通過發現一種新的光耦合機制,開發了一種方法,即使在極化條件下也可以提高集成程度,這在以前被認為是不可能的。
該研究由美國德州理工大學的Sangsik Kim教授作為通訊作者主導,以他所教的學生為對象進行,發表在《自然》(Nature)雜志上。
Sangsik Kim教授表示:“這項研究的有趣之處在于,它矛盾地消除了以前認為會增加串音的漏波(光傾向于向側面傳播)的混亂!
他還補充稱:“如果應用利用此次研究結果揭示的漏波的光耦合方法,將有可能開發出體積更小、噪音更低的各種光學半導體器件!
Sangsik Kim教授是在光學半導體集成領域的專業知識和研究得到認可的研究員。通過他之前的研究,他開發了一種全介電超材料,可以通過在小于波長的尺寸上對半導體結構進行圖像化來控制光的橫向擴散程度,并通過實驗證明了這一點,從而提高了光學半導體的集成度。
這些研究發表在《自然通訊》和《光學》雜志上。由于這些成就,Sangsik Kim教授獲得了美國國家科學基金會(NSF)頒發的NSF事業獎和韓裔美國科學家和工程師協會頒發的青年科學家獎。
同時,本研究得到了韓國國家研究基金新卓越研究項目和美國國家科學基金的支持。
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