基于金属/半导体微纳复合结构的高速可见光通信集成芯片研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61804083
  • 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:
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 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

With the development of visible light communication technology and its expansion of applications, the exploitation of chips with considerable advantages of high integration, miniaturization and intelligence is required. However, the high speed integrated photonic chips have not yet been achieved due to the limitation of the performance of individual devices, including the narrow modulation bandwidth of LEDs and the slow response speed of visible photodetectors. In this project, we propose the integration of metal/semiconductor micro-nano structures into GaN-on-Si LEDs and photodetectors. The modulation bandwidth of LEDs and response speed of photodetectors would be improved through the effects of nanophotonics and its optoelectronic engineering in the devices. The research will focus on (i) studying the interaction mechanisms between surface plasmon (SP) and InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) and developing alternative methodology of light manipulation in such optoelectronic devices; (ii) understanding of the effects of SP-exciton coupling on the exciton recombination rates and establishing of physical correlation between LED device performance and optical structures by means of various characterization methods, e.g. the time-resolved photoluminescence; (iii) investigating the influence of SP/dielectric resonances on the photoresponsivity, dark current and response speed of InGaN photodetectors. Through this project, high speed integrated photonic chips, guided along low-loss waveguides, will be demonstrated with both broader modulation bandwidth LEDs and fast response photodetectors. The outcomes of this proposed project will enrich the knowledge of fundamental physics in micro-nano structures and GaN-based optoelectronic devices and pave a new way to achieve high-performance integrated photonic chips for further development of visible light communications.
随着可见光通信技术的不断发展和应用前景的日益扩大,集成化、微型化、智能化的芯片开发已成为通讯领域发展的迫切需要。本项目针对可见光通信集成芯片中LED调制带宽窄和探测器响应速度慢等科学问题,提出以硅衬底氮化镓基LED和探测器为研究对象,通过集成金属/半导体微纳复合结构,构建新型光场及其与物质相互作用的精密调控,提高LED调制带宽和探测器响应速度。项目将重点研究表面等离激元与InGaN/GaN多量子阱相互作用的新机理,寻求光场调控的新方法;利用时间分辨光致发光谱等手段考察等离激元-激子耦合效应对激子复合速率的影响,建立LED器件性能参数与微纳结构相关联的物理模型;揭示表面等离激元-介质共振模式对InGaN探测器响应度、暗电流、响应速度的调控机理和影响规律,探索获得高性能InGaN探测器的实现途径。最终通过低损耗波导互联技术,研制出高速可见光通信集成芯片,为可见光通信技术发展提供新的技术途径。

结项摘要

可见光通信具有高速、大容量、安全、节能的技术特点,是未来空天地海一体化6G通信网络的重要组成部分。本项目拟针对可见光通信集成芯片中LED光源调制带宽窄等问题,探讨生长高质量的LED外延片,利用TEM和时间分辨光致发光谱等手段研究LED的材料质量,利用金属/半导体微纳复合结构来激发的表面等离激元耦合效应来提高LED光源的调制速率,研究表面等离激元与多量子阱耦合等相互作用机理,建立LED器件性能参数与器件结构相关联的物理模型,获得高性能Micro-LED的实现途径,为可见光通信技术发展提供一种新的技术途径。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)

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其他文献

荒漠草原小叶锦鸡儿灌丛土壤线虫群落研究
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 作者:
    王跃棠;梅续芳;解李娜;张国刚;李清芳;马成仓
  • 通讯作者:
    马成仓
Involvement of vascular peroxidase 1 in angiotensin II-induced H9c2 cells hypertrophy
血管过氧化物酶1参与血管紧张素II诱导的H9c2细胞肥大
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Publishers Weekly
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  • 作者:
    张国刚
  • 通讯作者:
    张国刚
矿物晶体形态统计方法探讨
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  • 发表时间:
    2012
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短花针茅荒漠草原土壤可培养真菌种群结构及其对放牧强度的响应
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  • 作者:
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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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