基於PN結級聯的多晶矽光源

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電子科技大學徐開凱創建的全矽半導體光電器件與集成技術研究小組與中國電子科技集團重慶聲光電有限公司校企聯合，與南非、巴西等發展中國家合作研究，通過引入多晶矽材料替代單晶矽材料，利用載流子注入工程、優化器件結構，提高參與雪崩倍增過程的載流子數目、實現了一種相對高效的矽光源，研究成果發表在Mater. Sci. Eng. B, 231, 28~31, 2018。被Elsevier英文全球Twitter發布、榮登Mater. Sci. Eng. B期刊 25篇下載量最多的論文之一、更是位列百裡挑一之ESI高被引論文序列。這是中國電子企業+高校合作，在多晶矽芯片級發光器件領域，實現的首篇ESI高被引論文，是校企合作、國際合作的典範。

這款器件由兩個反偏結和兩個正偏結組成，該結構能夠通過提供多餘載流子、提高帶外躍遷概率、從而提升雪崩擊穿矽發光器件的發光效率，同時該器件結構可以提升調製速度，如圖所示：

此外，該工作的進一步延伸體現在：PN結級聯結構之載流子注入回路，這一基於矽傳感器的載流子注入之電光回路未來有望應用於包括雷射雷達、毫米波雷達等在內的諸多感知設備中。芯片級矽基光電子集成技術，具有體積小、功耗低、穩定性高、成本低等特點，是當今半導體光電器件與集成技術中最有前景的主流技術之一。圍繞基於PN結級聯的矽光源開展了系統研究，2019年3月22日的科技日報以《基於PN結級聯的高效多晶矽光源實現》為題，報導了該進展。