课题名称:

基于SnP2Se6的光电子器件一体化集成芯片的研制

课题背景：

随着科技的发展,电子器件的集成化和功能的一体化成为发展的方向。将电子功能和光子功能集成在同一个芯片上,实现电子-光子一体化集成功能,是当前的研究热点。但目前光子芯片集成存在材料性能的制约,急需新型多功能材料的支持。

课题简介:

本项目拟研究和开发一种新型二维材料SnP2Se6,利用其独特的性质实现光子芯片的电子-光子一体化集成。该材料兼具优异的非线性光学性质和光电性质,可以在同一个芯片上实现对光信号的调制和检测等多种功能。

课题内容:

1. SnP2Se6材料的合成与表征 采用空间受限化学气相传输法合成SnP2Se6二维材料,利用显微拉曼、X射线照射等手段研究材料的结构与性质。

2. SnP2Se6的光学性质研究 测试SnP2Se6的第二谐波发生性能,研究其LAYER数对SHG的影响。

3. SnP2Se6的电学特性测试 制备SnP2Se6场效应管,测试其迁移率、响应时间等指标。

4. SnP2Se6的光电器件制备 在SiN光子芯片上集成SnP2Se6材料,制备光子芯片光电一体化器件。

5. 器件的集成化测试 测试光子芯片的调制转换效率、响应度等指标,考察单片集成功能。

课题创新点:

1. 开发了新型二维半导体材料SnP2Se6,首次系统研究其性质。

2. 在光子芯片上集成SnP2Se6材料,实现了电子-光子一体化集成,开创了芯片集成的新思路。

3. 利用SnP2Se6的独特光学性质,使光子芯片可以同时完成对光信号的调制和检测。

4. 实现了集成电路平台上的多功能光电子器件,为未来集成电路功能一体化提供新策略。

课题研究目的:

通过对新型SnP2Se6材料各方面性质的研究,实现其在SiN光子芯片上的集成,开发出集成了光调制、检测等多重功能的光电子一体化芯片。为电子-光子集成电路的发展提供新型多功能平台材料和集成方案,推动芯片功能一体化技术进步。

这样的课题方案设计可以让高中生接触前沿科技研究的内容,培养科学研究的能力。让学生在老师的指导下,通过文献调研、理论联系、动手操作等方式完成课题研究,达到学习科学方法、提高创新意识的目的。