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《电子科技大学联合清华大学、中国科学院研制出世界首个氮化镓量子光源芯片》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 发布时间：2025-05-12

  • 电子科技大学信息与量子实验室与清华大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所合作，在国际上首次研制出氮化镓量子光源芯片，这也是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台取得的又一项重要进展，相关成果发表在《物理评论快报》上。

    研究团队通过迭代电子束曝光和干法刻蚀工艺，攻克了高质量氮化镓晶体薄膜生长、波导侧壁与表面散射损耗等技术难题，在国际上首次将氮化镓材料运用于量子光源芯片。

    目前，量子光源芯片多使用氮化硅等材料进行研制，与之相比，氮化镓量子光源芯片在输出波长范围等关键指标上取得突破，输出波长范围从25.6纳米增加到100纳米，并可朝着单片集成发展。

  • 原文来源：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/4/521110.shtm
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  • 《我国科学家首次研制出氮化镓量子光源芯片》
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    • 据SEMI大半导体产业网4月19日报道，电子科技大学信息与量子实验室、天府绛溪实验室量子互联网前沿研究中心与清华大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所合作，在国际上首次研制出氮化镓量子光源芯片，这是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台取得的又一项重要进展，也是天府绛溪实验室在关键核心技术领域取得的又一创新成果。 据悉，研究团队通过迭代电子束曝光和干法刻蚀工艺，攻克高质量氮化镓晶体薄膜生长、波导侧壁与表面散射损耗等技术难题，在国际上首次将氮化镓材料运用于量子光源芯片。目前，量子光源芯片多使用氮化硅等材料进行研制，与之相比，氮化镓量子光源芯片在输出波长范围等关键指标上取得突破，输出波长范围从25.6纳米增加到100纳米，并可朝着单片集成发展。 此项研究工作得到国家科技创新2030重大项目、国家自然科学基金、四川省科技计划等大力支持。近日，以“Quantum Light Generation Based on GaN Microring toward Fully On-Chip Source”为题，发表在国际著名学术期刊《物理评论快报》上，并被选为“物理亮点”进行重点宣传报道。
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  • 《西安电子科技大学dToF SPAD激光雷达传感器芯片取得突破进展》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：shenxiang
    • 发布时间：2020-06-18
    • dToF单光子雪崩二极管（SPAD）传感器技术是未来实现激光雷达（LiDAR）小型化、低成本、可量产的核心技术，其对光子飞行时间进行直接测量，进而转换成光子飞行距离。相比于iToF，dToF主要通过像素的脉冲输出直接进行简单的模数转换就可以得到反射回传感器的光子时间和数量，减少了功耗和运算量；并且通过调整脉冲频率和能量，可以达到比iToF更远的测量范围。dToF SPAD技术将会成为未来3D探测的主流技术，成为智能化无人系统的眼睛。 针对国家重大工程、航空航天、无人系统、消费电子等应用对远距离三维感知的需求，西安电子科技大学朱樟明、杨银堂教授研究团队发布了dToF SPAD激光雷达传感器芯片，单芯片上集成了核心感光器件SPAD 整理及精准测距电路、多种测距精度优化和抗背景光干扰算法等功能，具有32×32×4分辨率、超30fps的刷新率，在200mW功耗下可以实现12-15米的远距离高精度探测，是目前报道中最远的dToF SPAD探测距离。 该dToF SPAD激光雷达传感器芯片由刘马良教授负责，西安电子科技大学和宁波芯辉科技有限公司联合研制，是国内首个没有国外相关人员参与的情形下，实现了dToF SPAD激光雷达传感器的全流程突破。 当前严峻的国际局势对芯片全流程国产化提出了更高的要求，西安电子科技大学杨银堂、朱樟明教授团队始终坚持立足国内自主可控，面向国家重大工程、重点行业应用需求，团队在模拟和模拟信号集成电路方向取得了系统性的创新成果，获得了2019年国家技术发明二等奖和2016年国家技术进步二等奖。 团队已经掌握了全集成线性模式和单光子模式激光雷达的传感器、混合信号电路、系统架构、定制化工艺等全流程核心关键技术，在dToF SPAD、Si-PM、高动态TIA等方面处于业界领先位置，并在IEEE TCAS-I、IEEE TCAS-II、IEEE Sensors J、IEEE TI&M等期刊发表了10多篇激光雷达传感器论文，是近年来国际上发表激光雷达IEEE期刊论文最多的团队。 团队技术负责人刘马良教授介绍：“整个dToF SPAD激光雷达传感器芯片立足国内自主可控工艺、团队主要成员均由国内的博士和硕士构成，团队从2014年就开始专注于芯片化激光雷达技术的研究，现在团队已经掌握整个芯片化激光雷达全流程核心技术，能够根据系统需求，结合芯片设计，全定制化面阵激光雷达芯片，技术水平完全不输于国外最先进水平。2020年第四季度，还将推出QVGA分辨率的dToF SPAD激光雷达传感器芯片。未来将向市场提供包括传感器芯片、激光器驱动芯片、自动化标定系统及三维图像算法的一站式解决方案。” 高性能全集成激光雷达芯片获得了2017年第三届全国“互联网+”大赛金奖、2019年陕西省科技工作者创新创业大赛金奖，已经孵化了宁波芯辉科技有限公司，并获得了千万级天使投资。
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