• 推荐阶段
  • 初评入围
  • 成果展现
  • 网络投票
  • 结果公布

项目名称:硅基非可见光电探测与图像传感器

 申报单位:浙江大学信电学院   人:

项目简介

字体:大一号   小一号

随着“物联网”和“人工智能”在灵敏信息获取领域的飞速发展,对非可见光传感与探测的需求急剧增加,我国“一带一路”的宏观发展战略,也使得解决硅基非可见光探测问题变得更加重要与紧迫。

本项目围绕硅探测非可见光的科学难题,从紫外、红外、及其图像传感三个方面入手,取得了创新性成果:1)从底层量子物理出发,提出硅与新材料协同吸收理论,采用硅与石墨烯结合,初步突破硅紫外日盲探测瓶颈,被IEEE Spectrum报道,并评为“提升了目前该领域硅基紫外光电探测的水平”;2)提出级联异质结结构,结合等离子体增强吸收,提高了硅基红外光电探测性能,相关成果被IEDM接收和《科学通报》报道;3)研制从单个探测器到线阵、从面阵到图像传感集成,并将硅基紫外、红外探测和系统三者融为一个整体,初步实现了具有应用潜力的硅基非可见光探测与图像传感器系统。通过与CMOS信号处理结合,有可能实现单个传感器上的多光谱融合技术,有助于提升我国在非可见光探测交叉研究领域中的原始创新能力。

本项目一系列成果,于2017年发表在Nature Commun.,Adv. Mater.,ACS Nano等期刊和IEDM会议上,4篇入选封面。

79
转发

科学解读

字体:大一号   小一号

在当前大数据、人工智能、物联网的时代,智能图像传感系统作为重要的前端感知工具之一,已成为在线监控、无人驾驶、故障诊断、资源勘查、遥感测量、污染分析、医学影像等任务中的关键性设备。“奥运会与G20”、“一带一路”、“科技强军”和“智慧城市”等重大战略活动的应用需求,也推动了非可见光图像传感系统的飞速发展。

然而,由于半导体核心器件与工艺长期受欧美日专利垄断,我国的硅基非可见光电探测技术一直处于追赶阶段,大部分核心器件严重依赖进口,高端光电探测与图像芯片受美日欧禁运封锁,近期的中美贸易战更是使其雪上加霜。

近年来,新型材料的出现为我国硅基光电探测器的发展带来了新机遇。通过将新材料与硅相互结合,可以避开传统专利与技术的约束,从而突破美日欧等国垄断的限制,开拓出一系列新型图像传感器技术,建立具有我国自主知识产权的硅基非可见光图像传感系统。

因此,信电学院的徐杨教授一直致力于实现硅基宽光谱探测与图像传感,通过采用硅与新材料结合的方式,即“传统半导体+二维”的思路,围绕硅探测非可见光的科学难题,从紫外、红外、及其图像传感三个方面入手,于2017年取得了创新性成果:1)从响应物理机制出发,提出硅与新材料协同吸收理论,突破了硅紫外日盲探测的瓶颈,研究成果被IEEE Spectrum报道,并评为“提升了目前该领域硅基紫外光电探测的水平”;2)提出级联异质结构,结合等离子体增强吸收,拓宽了硅基红外光的探测能力,在2017 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)发表和《科学通报》报道,其与剑桥大学的相关合作成果也在Nature Commun.发表;3)利用硅器件工艺兼容度高、阵列集成及信号电路成熟等优势,攻克了从单个探测器的制备到阵列集成的难题,初步实现了实用性硅基非可见光探测与图像传感系统,获得了具有我国自有知识产权的原型样机。

通过与CMOS信号处理结合,初步实现了单个传感器上的多光谱融合技术,为未来实现低功耗、微型化、高可靠性器件和片上混合集成传感系统提供了新的思路,该项研究还有利于提升我国在这一交叉领域中的原始创新力,有助于增强我国在信息探测领域的核心竞争力。
 

转发

项目团队

字体:大一号   小一号

徐杨博士,教授博导, Adjunct Professor of ZJU-UIUC Joint Institute,英国剑桥大学丘吉尔学院学者(Fellow of Churchill College,University of Cambridge),浙江省杰青基金获得者,UCLA访问教授,美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)电子工程系博士,清华大学电子工程系微电子学与固体电子学学士。长期从事石墨烯与硅基结合的非可见光电探测与图像传感器研究。以第一或通讯作者在Nature Commun., Adv. Mater.,Phys. Rep., ACS Nano,和IEEE等重要期刊和IEDM会议上发表论文30余篇。全部论文累计SCI他引 >1000次、H-index = 30、5篇期刊封面、2篇年度热门论文、ESI高引 3篇。2017年在IEEE International Electron Device Meeting(IEDM)收录2篇。申请人担任了2017年IEEE-EDAPS Technical Committee Vice Chair;2018年IEEE-EDTM Program Committee;2017年物理化学学报客座编委。受国际会议IEDM、ICON-2DMAT、ICSICT、ICPS、IEEE-EDAPS和全国微电子青年论坛、中国科协青年科学家论坛等邀请并做学术报告10余次。

 

 

转发

互动评论

点击通过统一身份认证登录。

字体:大一号   小一号

  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-24
    0
    评论内容:很优秀
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-24
    0
    评论内容:厉害,国家重要领域要支持
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-21
    0
    评论内容:半导体核心器件与工艺长期受欧美日专利垄断,我国的硅基非可见光电探测技术一直处于追赶阶段,大部分核心器件严重依赖进口,高端光电探测与图像芯片受美日欧禁运封锁,近期的中美贸易战更是使其雪上加霜。 近期的“中兴通讯被美国制裁”等事件,更是体现了发展中国自主知识产权核心器件的必要性,也是中国崛起的重要安全保障。
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-21
    0
    评论内容:半导体核心器件与工艺长期受欧美日专利垄断,我国的硅基非可见光电探测技术一直处于追赶阶段,大部分核心器件严重依赖进口,高端光电探测与图像芯片受美日欧禁运封锁,近期的中美贸易战更是使其雪上加霜。 近期的“中兴通讯受美国制裁”等事件,更加体现了发展中国自有知识产权高端器件的必要性,是中国崛起的重要保障。
  • 评论人:周金海 评论时间:2018-04-19
    10
    评论内容:为图像传感从可见光段拓展到非可见光段提供了一种方案,具有先进性、自主原创性,并具有很大的应用前景,给赞👍👍,联想到“中兴被制裁”事件,越发觉得应该给顶一下,徐老师加油👍👍👍👍
  • 评论人:斯佳祺 评论时间:2018-04-19
    7
    评论内容:很好,应用价值很高
  • 评论人:叶德信 评论时间:2018-04-19
    8
    评论内容:徐教授科研工作非常出色,而且具有很高的实际应用价值!
  • 评论人:乔旭升 评论时间:2018-04-19
    5
    评论内容:研究很有特色,创新点突出,实用性强,具有很好的应用前景,为新型光电探测技术的发展提供了新的器件原型与设计思路。
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-18
    4
    评论内容:徐教授的项目创新性和实用性很高,为我国硅基光电探测器的发展带来了新机遇
  • 评论人:王成悦 评论时间:2018-04-18
    24
    评论内容:优秀
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-18
    3
    评论内容:666
  • 评论人:匿名 评论时间:2018-04-17
    4
    评论内容:信息探测及获取是一项关键技术,该领域任一细化方向的突破都很不容易,相信该成果能进一步推动信息科学的发展!
  • 评论人:陈国钢 评论时间:2018-04-17
    4
    评论内容:应用广泛,技术先进