4、宽禁带半导体微纳结构与光电器件集成

针对宽禁带半导体光电器件在光效、带宽、偏振调控等方面的性能瓶颈,团队开展微纳结构光场调控与光电器件集成研究,为下一代固态光源、高灵敏探测及量子信息技术提供核心支撑,在新型显示、可见光通信、空间紫外预警及量子通信等领域具有重要应用前景。

(1)  高效光电探测器与光子收集技术研究

构筑超透镜、光学天线等亚波长光子结构,实现对光场相位、强度及偏振空间分布的有效优化,达到广角光子汇聚,显著提升紫外探测效率。研制GaN基p-i-n紫外探测器,优化Mg离子注入与激光退火工艺,实现1.2E4紫外/可见光抑制比。研制系列高性能氧化镓/碳化硅基探测器,满足空间紫外预警需求。

37e0cb0d-de6b-44d4-b1d0-551a045a7a01.png(2)  微纳发光器件与光场调控技术研究

发展领结阵列、劈裂牛眼等光学天线与微纳发光器件集成技术,使AlGaN深紫外LED发光强度增强45%。利用超表面调控发光偏振,突破GaN基LED 50%的能量损失瓶颈。研制528 MHz高带宽InGaN红光micro-LED。通过光学天线的高汇聚能力与金属微腔的高品质因子,实现表面垂直发射的低阈值、高偏振度的纳米线激光器。采用离子注入、激光直写、FIB等技术在4H-SiC中制备色心缺陷,通过优化后退火工艺,探究晶格损伤修复及色心发光特性。

f2448dfb-5c98-451e-8e17-0fe07e0efd69.png(3)  太赫兹主动式超构材料功能器件研制

基于超构材料电磁共振响应,研制主动式电驱动太赫兹调制器和非对易偏振旋转器,实现双比特控制非门逻辑运算。通过光与物质的耦合作用,实现绿光激发对太赫兹共振透射振幅的实时调控.

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