Si/Ge长波长单光子探测器基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    60906035
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    薛春来
  • 依托单位：
    中国科学院半导体研究所
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

具有单光子级别的红外弱光信号探测技术在生物信息感知和量子通讯领域具有巨大的应用前景。APD是实现单光子探测的重要元件，相对于Ⅲ-Ⅴ族材料，Si/Ge APD器件具有噪声低，与现有的Si CMOS工艺兼容性高等优点，这为实现单光子探测系统控制电路与探测器件的集成提供了可能，也为以后发展Si基量子通信系统提供了一种可行的选择。本课题针对单光子级的微弱光信号检测需求，以发展适用于生物体内结构信息感知及量子信息应用的新型光子探测器件为目标，通过对Si/Ge SACM结构的APD器件结构中倍增区、电荷层以及吸收区的参数调节，优化器件盖革模式下工作性能，控制异质结界面位错，调节带隙变化，为面向单光子探测应用的Si/Ge APD器件的设计提供理论指导。并在此基础上对器件材料结构及制备工艺进行优化，制备出低穿透位错密度的器件材料，进而研制出具有单光子探测性能的APD器件。

结项摘要

红外波段具有单光子级别的弱光信号探测技术在生物信息感知和量子通讯领域具有巨大的应用前景。APD是实现单光子探测的重要元件，相对于Ⅲ—Ⅴ族材料，Si/Ge APD器件具有低噪声，并且与现有的Si CMOS工艺具有很好的兼容性，为实现单光子探测系统控制电路与探测器件的集成提供了可能，并为以后发展Si基量子通信系统提供了一种可行的选择。本课题针对单光子级的微弱光信号检测需求，以发展适用于生物体内结构信息感知及量子信息应用的新型光子探测器件为目标，本课题通过对Si/Ge异质结结构的APD器件倍增区厚度电荷层的掺杂和厚度以及异质结界面位错和带隙变化等结构参数对器件性能影响的研究，结合器件各层材料结构，提出了器件电场分布的详细要求，详细模拟分析了不同层结构下器件的电场分布、增益特性以及高频特性，解决了吸收区和倍增区电场的综合控制，为面向单光子探测应用的Si/Ge APD器件的设计提供理论指导。并在此基础上通过对器件材料结构制备工艺的研究和优化，发展了新的超低温外延buffer层技术制备了低穿透位错密度的器件材料，穿透位错的密度为1×105cm-2，通过材料结构分析，材料质量指标以及各层结构参数均达到了设计要求。所制备的Si/Ge APD器件偏置电压至20V时，暗电流的密度仍小于82 uA/cm2，为目前同类器件中最好。击穿电压 VBR=39.5V, 穿通电压VP=29V,工作电压等于0.9×VBR时 响应度R=4.4A/W，倍增因子M=8.8 .工作电压39V时倍增因子M ≈ 40 。在项目资助下发表SCI文章23篇，申请专利3项，全面完成了课题任务。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Si nanopillar arrays with nanocrystals produced by template-induced growth at room temperature
室温下模板诱导生长产生的具有纳米晶体的硅纳米柱阵列
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    A. Q. Bai;J. Zheng;Z. L. Tao;Y. H. Zuo;C. L. Xue;B. W. Cheng;Q. M. Wang
  • 通讯作者：
    Q. M. Wang
Flattening of low temperature epitaxial Ge1-xSnx/Ge/Si(100) alloys via mass transport during post-growth annealing
生长后退火过程中通过质量传输实现低温外延 Ge1-xSnx/Ge/Si(100) 合金的扁平化
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2010.12.094
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wang, Wei;Su, Shaojian;Zheng, Jun;Zhang, Guangze;Xue, Chunlai;Zuo, Yuhua;Cheng, Buwen;Wang, Qiming
  • 通讯作者：
    Wang, Qiming
Thermally Stable Multi-Phase Nickel-Platinum Stanogermanide Contacts for Germanium-Tin Channel MOSFETs
用于锗锡通道 MOSFET 的热稳定多相镍铂锗化物触点
  • DOI：
    10.1149/2.014206esl
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Electrochemical and Solid-state Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xue, Chunlai;Wang, Qiming;Cheng, Buwen;Yeo, Yee-Chia
  • 通讯作者：
    Yeo, Yee-Chia
Efficient 1.53 mu m emission and energy transfer in Si/Er-Si-O multilayer structure
Si/Er-Si-O 多层结构中的高效 1.53 μm 发射和能量传输
  • DOI：
    10.1016/j.materresbull.2010.11.001
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Materials Research Bulletin
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Zheng, J.;Zuo, Y. H.;Wang, W.;Tao, Y. L.;Xue, C. L.;Cheng, B. W.;Wang, Q. M.
  • 通讯作者：
    Wang, Q. M.
Epitaxy of In0.01Ga0.99As on Ge/offcut Si (001) virtual substrate
Ge/offcut Si (001) 虚拟衬底上 In0.01Ga0.99As 的外延
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2012.04.027
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    THIN SOLID FILMS
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Hu, Weixuan;Cheng, Buwen;Lin, Zhidong
  • 通讯作者：
    Lin, Zhidong

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

Infrared response of lateral PIN structure of high titanium doping Silicon-on-Insulator material
高钛掺杂绝缘体上硅材料横向PIN结构的红外响应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    马志华;曹权;左玉华;郑军;薛春来;成步文;王启明
  • 通讯作者：
    王启明
SOI衬底和n+衬底上SiGe HBT的研
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    电子器件，2007, 30(5): 1529-1531.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姚飞;薛春来;成步文;王启明
  • 通讯作者：
    王启明
应用于WLAN的SiGe HBT高频功率特
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    半导体学报， 2007, 28(增刊): 435-438
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛春来;时文华;成步文;姚飞
  • 通讯作者：
    姚飞
Si基IV族光电器件的研究进展（一）——激光器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘智;张旭;何超;黄文奇;薛春来;成步文
  • 通讯作者：
    成步文
重掺 B 对应变 SiGe 材料能带结构的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王启明;姚飞;薛春来;成步文
  • 通讯作者：
    成步文

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

薛春来的其他基金

硅基短波红外雪崩光电探测器及其阵列的基础研究
  • 批准号：
    61874109
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    64.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
硅基锗锡多量子阱材料制备及发光特性研究
  • 批准号：
    61674140
  • 批准年份：
    2016
  • 资助金额：
    62.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
硅基Ⅳ族合金材料能带调控机制与双异质结激光器的构建
  • 批准号：
    61377045
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    81.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
硅基Ⅳ族材料红外光子学探测器件的基础研究
  • 批准号：
    61177038
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    72.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
关闭
close
客服二维码