纳米光波导器件制造科学问题及关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91123036
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    300.0万
  • 负责人：
    张文栋
  • 依托单位：
    太原理工大学
  • 学科分类：
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

降低纳米光波导表面粗糙度，制造超低损耗纳米光波导，实现其高效片间光互连与片内光耦合，是集成光电子器件，特别是高灵敏探测器、生化传感器、光通讯等器件发展的关键，也是基础微腔物理、腔量子电动力学、量子光学、非线性效应研究的重要基础。本项目以集成纳米光波导惯性器件制造为牵引，研究纳米光波导表面自由能最低原理，提出且利用粗糙度为亚纳米量级的硅基纳米光波导表面H2退火抛光工艺，进而结合XeF2硅基衬底局部刻蚀悬空工艺，实现小于0.01 dB/cm超低损耗、Q参数优于10E6的CMOS硅基光波导环形谐振腔的制备；引入并优化垂直耦合光栅技术及加工工艺，实现芯片之间高效互联，最终实现纳米光波导陀螺优化结构并验证其陀螺效应，为研发新型MOEMS陀螺惯性器件打下基础。同时，项目还开展纳米制造过程中应力测试与控制等方面研究，研究实现超低损耗光波导、高Q值纳米光波导谐振腔的一体化集成制造方法。

结项摘要

低损耗高Q值Si基纳米光波导谐振腔，是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。本项目研究了SOI材料在纳米光波导器件制造过程中微米纳米跨尺度制造和亚纳米精度控制的科学问题。对光波导谐振腔进行了优化设计，通过理论分析与仿真模拟，建立了耦合间距与耦合系数、谐振深度的关系。研究了高能束法、高温热氧化法、硅氢键流密度法等方法的表面光滑化机理与工艺，获得了亚纳米精度的表面粗糙度，实现了超低损耗的CMOS硅基光波导环形谐振腔的制备，其Q值可达10^6。基于谐振腔搭建了陀螺效应验证系统，验证了陀螺效应，实测锁频精度达到30 kHz，零偏稳定性为39°/h，实现了陀螺系统模拟化集成和数字化集成，为研发新型MOEMS陀螺惯性器件打下了良好基础。本项目共发表论文83篇，其中SCI 32篇，EI 29篇。申请发明专利31件，其中已授权16项。出版译著1部。

项目成果

期刊论文数量（112）
专著数量（4）
科研奖励数量（5）
会议论文数量（9）
专利数量（0）
光纤腔动态谐振响应特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    红外与激光工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马可贞;赵宇;张文栋;闫树斌
  • 通讯作者：
    闫树斌
谐振式光纤陀螺双光路调相谱最优参数确定方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    红外与激光工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    焦新泉;郑永秋;安盼龙
  • 通讯作者：
    安盼龙
A zero-flow microfluidics for long-term cell culture and detection
用于长期细胞培养和检测的零流量微流体
  • DOI：
    10.1063/1.4904071
  • 发表时间：
    2015-04
  • 期刊：
    AIP Advances
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Xiaoliang Tang;Qiliang Feng;Aoqun Jian;Wendong Zhang
  • 通讯作者：
    Wendong Zhang
耦合间距对绝缘体上硅微环谐振腔的性能影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张安富;薛晨阳;张文栋;闫树斌
  • 通讯作者：
    闫树斌
Progress of new label-free techniques for biosensors: a review
生物传感器新型无标记技术进展：综述
  • DOI：
    10.3109/07388551.2014.991270
  • 发表时间：
    2016-05-03
  • 期刊：
    CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Sang, Shengbo;Wang, Yajun;Zhang, Wendong
  • 通讯作者：
    Zhang, Wendong

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其他文献

单悬臂梁阵列式压电能量采集器的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丑修建;王二伟;甄国涌;张文栋
  • 通讯作者：
    张文栋
低能粒子束技术中尺寸效应的分子动力学研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张文栋
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    崔丹凤;薛晨阳;仝小刚;晋玉剑;宛克敬;张文栋
  • 通讯作者：
    张文栋
新型声表面波三轴加速度传感器的设计仿真
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    压电与声光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭欣榕;张永威;谭秋林;张文栋
  • 通讯作者：
    张文栋
谐振梁式硅微惯性器件在地震监测中的应用研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    第十二届测试技术年会,
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘俊;郝一龙;张文栋
  • 通讯作者：
    张文栋

其他文献

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旋转机械自供电微纳无线传感在线监测及系统关键问题研究
  • 批准号：
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  • 项目类别：
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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

        graph TD
          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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