基于注氧隔离三维雕刻的应变硅制备与非线性极化率研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61805231
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Strained silicon can break through the natural properties of silicon, and the second order optical susceptibility can be induced in strained silicon by breaking the inversion symmetry of silicon through the strain, so strained silicon is a significant research direction of silicon photonics. We have proposed and validated a new strained silicon fabrication technology, namely Separation by Implantation Oxygen (SIMOX) 3 Dimension (3D) sculpting, which has the advantages of highly efficient use of wafer real estate and 3-dimension integration of devices. SIMOX 3D sculpting has became one of the most promising strained silicon fabrication technology, but its mechanical model and strained silicon fabrication processes are the key issues need to be solved. This project will focus on the following: (1) research the physical processes and stress change of SIMOX 3D sculpting, and establish a mechanical model to simulate the stress change during the fabrication of strained silicon; (2) use tip-enhanced Raman spectroscopy to explore the relationship between the stress in the strained silicon waveguide and the fabrication process parameters; (3) use the second harmonic generation experiment to measure the second order nonlinear susceptibility in the strained silicon waveguide, and reveal the relationship between the second order nonlinear susceptibility and the stress. Through the above research work, we should lay the theoretical and experimental basis for the fabrication of strained silicon waveguide with controllable stress and adjustable second order nonlinear polarizability, and promote the further development of silicon photonics.
应变硅可以突破硅的自然属性,通过应力破坏硅的反演对称性,在硅中诱导出本来没有的二阶非线性极化率,是硅光子学的重要研究方向。本项目组已经提出并且验证一种制备应变硅的新技术——注氧隔离三维雕刻技术,该技术具有硅基利用率高、三维光电器件集成的优点,成为最具潜力的应变硅制备技术之一,但是其力学模型、应变硅制备工艺,是目前迫需解决的关键问题。本项目将重点研究:(1)注氧隔离三维雕刻技术的物理机理及应力变化,建立动态力学模型,模拟制备应变硅过程中应力变化;(2)结合具有高分辨率应力测量优势的针尖增强拉曼光谱技术,探索硅波导中的应力随制备工艺参数变化关系;(3)利用二次谐波产生实验测量应变硅波导中的二阶非线性极化率,揭示应变硅波导中应力诱导二阶非线性极化率的规律。通过以上研究工作,为制备应力可控的、二阶非线性极化率可调的应变硅波导奠定理论与实验基础,促进硅光子学的进一步发展。

结项摘要

注氧隔离三维雕刻技术是一种制备应变硅的新技术,为制备应力可控的、二阶非线性极化率可调的应变硅波导,促进硅光子学的进一步发展,本项目开展应变硅力学模型、制备工艺研究。主要研究内容包括三维雕刻技术的物理机理与动态力学模型、应力分布与制备工艺参数、应力诱导二阶非线性极化率机理。解决三维雕刻技术制备应变硅过程中应力难以控制、应力随制备工艺参数变化的关系不明确、二阶非线性极化率与应力分布不确定等问题。发展了三维雕刻技术制备应变硅的力学模型、明确应变硅波导中应力随 SIMOX 三维雕刻制备工艺参数变化关系、揭示应变硅波导中应力诱导二阶非线性极化率的规律,为制备应力可控的、二阶非线性极化率可调的应变硅波导奠定理论与实验基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(7)
Dual-Wavelength Light Source Assisted Frequency Response Measurement Method of Photodetectors
双波长光源辅助光电探测器频率响应测量方法
  • DOI:
    10.1109/lpt.2021.3088850
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Jia Zheng Sun;Bo Rui Xu;Di Fei Shi;Hua Shun Wen;Xin Wang;Ning Hua Zhu
  • 通讯作者:
    Ning Hua Zhu
Dual-pattern communication system using DBR laser in the intensity-modulation and direct-detection system
强度调制和直接探测系统中使用DBR激光器的双模式通信系统
  • DOI:
    10.1117/1.oe.60.11.116103
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Borui Xu;Jiazheng Sun;Huashun Wen;Ninghua Zhu
  • 通讯作者:
    Ninghua Zhu
Ultrahigh spectral resolution single passband microwave photonic filter
超高光谱分辨率单通带微波光子滤波器
  • DOI:
    10.1364/oe.436173
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    HUA SHUN WEN;BO RUI XU;KUN PENG ZHAI;JIA ZHENG SUN;JIAN WANG;XIN HAO DU;YA JIN;WEI CHEN;WEI LI;NING HUA ZHU;MING LI
  • 通讯作者:
    MING LI
A Novel Optical Frequency-Hopping Scheme Using Dual Drive Mach–Zehnder Modulator
使用双驱动 Mach-Zehnder 调制器的新型光学跳频方案
  • DOI:
    10.1109/jphot.2021.3136856
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Ya Jin;Shaokang Chen;Zhuang Xie;Kunpeng Zhai;Changda Xu;Jian Wang;Yinfang Chen;Huashun Wen;Yu Liu;Wei Chen;Ninghua Zhu
  • 通讯作者:
    Ninghua Zhu

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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