中国科学家实现半导体量子点与CMOS兼容芯片的重大突破

时间：2025-02-21 18:59:24

　　近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所取得了一项重要科研成果，成功实现了III-V族半导体量子点光源与CMOS工艺兼容的碳化硅光子芯片异质集成。

　　研究团队采用创新性的混合集成方案，将含InAs量子点的GaAs波导精准堆叠至4H-SiC电光材料制备的微环谐振腔上，形成了回音壁模式的平面局域光场。这种独特的结构设计不仅实现了量子点光源与CMOS工艺的兼容，还显著提升了光子芯片的性能和集成度。

　　在进一步的研究中，团队在芯片上集成了微型加热器，实现了对量子点激子态光谱范围的宽达4nm的调谐。这一片上热光调谐能力使得腔模与量子点光信号能够精准匹配，从而实现了微腔增强的确定性单光子发射。实验证明，该技术在4H-SiC光子芯片上具有良好的扩展潜力，并能有效克服不同微腔间固有频率差异带来的问题。

　　这一成果结合了高纯度单光子发射和CMOS工艺的兼容性，为光量子技术的实用化发展提供了重要支持。与传统技术相比，该方案不仅提高了光子芯片的性能和集成度，还降低了制造成本，使其更适合大规模生产和应用。此外，该技术的成功也为未来光量子网络的构建提供了新的思路，有望推动光量子通信、量子计算和量子传感等领域的发展。

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