硅基的案例
專訪昀光 | 硅基OLED：下一代虛擬世界“元宇宙”首選顯示方案
近年來AR/VR開始陸續(xù)采用一種新型近眼顯示技術(shù)OLED on Silicon，即 硅基OLED，也稱Micro OLED。與現(xiàn)在主流VR產(chǎn)品使用的Fast-LCD相比，硅基OLED在亮度、對比度、響應(yīng)時間、功耗、體積等方面優(yōu)勢巨大，成為AR/VR頭顯方案新選擇。
以蘋果為代表的大廠正式以硅基 OLED 技術(shù)路線進軍 AR/VR 市場，將為硅基 OLED 技術(shù)帶來新一輪的增長。使其從原本僅作為軍用和專業(yè)用途的小眾產(chǎn)品開始走入大眾消費市場。
受AR/VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展牽引，硅基OLED顯示面板市場規(guī)模有望迅速擴張。CINNO Research統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年全球AR/VR硅基OLED顯示面板市場規(guī)模為1.7億美元，未來隨著AR/ VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及硅基OLED技術(shù)的進一步滲透，預(yù)計至2025年全球AR/VR硅基OLED顯示面板市場規(guī)模將達到16.7億美元，2021年至2025年年均復(fù)合增長率CAGR將達到77.1%。 AR/VR對顯示技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)，而硅基OLED會成為AR/VR產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的核心所在。
那么硅基OLED究竟是一種怎樣的技術(shù)？為什么說它符合目前AR/VR設(shè)備的發(fā)展趨勢？其應(yīng)用范圍和前景如何？帶著這些問題，CINNO與南京昀光科技有限公司（簡稱南京昀光）創(chuàng)始人季淵博士展開了一場關(guān)于“元宇宙”顯示入口的對話。
硅基OLED是什么？優(yōu)點在哪？
OLED顯示器是一種利用有機材料自發(fā)光特性而制成的顯示器件。而硅基OLED微顯示器以單晶硅為襯底（OLED器件結(jié)構(gòu)中的基板），集成CMOS驅(qū)動電路，是一種結(jié)合了半導(dǎo)體與OLED的微顯示器技術(shù)。
展開 硅基氮化鎵的投資思考
關(guān)于經(jīng)濟性，待整體產(chǎn)值上來，各家企業(yè)的良率、產(chǎn)能利用率能夠再上一個臺階，作為非充分競爭的市場，中短期內(nèi)該賽道大概率比硅基功率更賺錢。關(guān)于產(chǎn)能，目前媒體公布出來要建的硅基氮化鎵產(chǎn)能項目不少，大家有興趣的話可以挨個調(diào)研一下，實際有效產(chǎn)能有幾個，且可以評估下未來兩三年有希望有效的產(chǎn)能有幾家，這里不多說了。
硅基氮化鎵作為一項新興賽道，目前能從器件到方案的技術(shù)做好，并建立一個穩(wěn)定且經(jīng)濟的上游供應(yīng)鏈，難度很大，這樣的企業(yè)和團隊也非常稀缺。
只要能好的解決以上幾個問題，就是一家很難得的硅基氮化鎵的企業(yè)，不拘泥于商業(yè)模式、不拘泥于企業(yè)背景、不拘泥于晶圓尺寸、不拘泥于外延和器件的技術(shù)路線。
展開 上大《ACS Nano》綜述：微米級硅基負極用于高能量鋰電池的認識和工業(yè)前景
圖1 納米和微米級硅基負極材料綜述
在這篇綜述中，作者全面介紹了硅基電極的微米級設(shè)計，首先，作者強調(diào)在考慮多個性能指標時，從納米尺度轉(zhuǎn)向微尺度設(shè)計的重要性，還對硅基材料的微尺度設(shè)計的最新進展進行了批判性評估，包括Si微米顆粒（SiMP）、SiOx微米顆粒（SiOxMP），旨在繪制硅基材料設(shè)計的實用圖。此外，還探討了其他必要的實用指標，如粘結(jié)劑、電解液、預(yù)鋰化和厚電極結(jié)構(gòu)。最后，作者對全電池硅基電池的設(shè)計提供了全面的見解，并提供了關(guān)于開發(fā)實用高性能硅基高能量電池的剩余挑戰(zhàn)和集成改進方法的路線圖。
展開 VR｜昀光1.3吋硅基OLED量產(chǎn)！為何1.3吋顯示器對VR意義重大
隨著硅基顯示器產(chǎn)業(yè)化的推進，市場需求的增加， 2016 年季博帶領(lǐng)團隊成立第一家公司——上海昀光微電子，致力于 VR /AR 微顯示驅(qū)動芯片研發(fā)。2019年，南京昀光科技有限公司成立，開始生產(chǎn)針對VR應(yīng)用的硅基OLED微顯示器。1.3 英寸的SRS5020 正是在這樣的情況下誕生。
1.3 英寸硅基 OLED 顯示器的
背后技術(shù)邏輯
硅基 OLED 相比 Fast-LCD 的優(yōu)勢已在上文闡述，而為何是 1.3 英寸，或許很多人也會對此有疑問。
從硅基 OLED 的技術(shù)來看，這是一種特殊形態(tài)的顯示器，它以單晶硅為襯底，集成 CMOS 驅(qū)動電路，頂層是像素圖案導(dǎo)電層，最外一層為玻璃蓋板，基本架構(gòu)可參考下圖。
硅基 OLED 微顯示器的基本結(jié)構(gòu)
來源：2012年-季淵《超還原硅基有機發(fā)光微顯示器研究》博士論文
得益于半導(dǎo)體工藝與OLED顯示技術(shù)的結(jié)合，該顯示器自身物理尺寸很小，但卻可以通過光學(xué)系統(tǒng)和透鏡產(chǎn)生大屏幕顯示效果，可應(yīng)用于投影機和近眼顯示產(chǎn)品。
與傳統(tǒng)的 VR 頭顯屏幕相比，硅基OLED顯示器的應(yīng)用不僅能有效降低產(chǎn)品體積、功耗，還能進一步提高色域、對比度等顯示參數(shù)。
（一）1.3英寸—VR微顯示器的最佳平衡點
目前 VR 頭顯主要采用菲涅爾透鏡以及短焦方案，其中短焦實現(xiàn)方式包含兩種，分別是折射式光學(xué)方案和 Pancake 折疊光路光學(xué)方案。三種方案雖然各有優(yōu)劣，但短焦憑借其輕薄優(yōu)勢已被默認為 VR 光學(xué)發(fā)展下一階段趨勢。
展開 
湖畔光芯攜1.31英寸超高清高亮硅基OLED微型顯示器亮相 CES 2023
湖畔光芯攜業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的第三代1.31英寸超高清、高亮硅基OLED微顯示器， 閃亮登場國際消費電子展CES，舉行新產(chǎn)品全球發(fā)布會。會上湖畔光芯與來自世界各地的重要的供應(yīng)鏈合作伙伴、市場客戶和投資者進行了深入的交流和會談。
湖畔光芯集聚了高精尖人才力量進行原創(chuàng)性&引領(lǐng)性科技攻關(guān)，歷時3年 10個月，進行了三代技術(shù)迭代研發(fā)，成功制造出本款全球領(lǐng)先的1.31英寸超高清、高亮硅基OLED微型顯示器。該款顯示器應(yīng)用了適用硅基的疊層器件技術(shù)，其具備高效率和長壽命的突破性優(yōu)勢，搭配芯片電壓驅(qū)動的設(shè)計方案，使顯示器具備超低的功耗和電影級的廣色域(90% DCI-P3)水平，這些先進性技術(shù)填補了行業(yè)領(lǐng)域的空白。
早在2022年6月份的硅谷AWE展會上。湖畔光芯1.31英寸硅基微型顯示器就受到美國、日本頭部VR企業(yè)的高度關(guān)注，亟待高良率的12英寸產(chǎn)線的大規(guī)模供應(yīng)。根據(jù)公開信息 ，國際巨頭SONY 、三星、 LG 公司已計劃投資12英寸硅基OLED微型顯示器產(chǎn)線布局，市場前景看好。
此次發(fā)布的第三代1.31英寸超高清、高亮硅基OLED微型顯示器，是目前全球已發(fā)布“唯一可量產(chǎn)”的最大尺寸、最高分辨率的硅基OLED微型顯示器，可以實現(xiàn)FOV95度以上的視場角，具備120赫茲刷新率，在行業(yè)內(nèi)具有壓倒性的技術(shù)優(yōu)勢，有效解決了VR紗窗效應(yīng)、眩暈感等問題。國際巨頭日本松下公司加載該款產(chǎn)品的新一代智能VR眼鏡也同時亮相了CES，2023年上市出貨。 下一步，湖畔光芯會在2.6K分辨率硅基微顯產(chǎn)品基礎(chǔ)上，快速迭代到更高的4K分辨率上，以滿足未來元宇宙對顯示體驗感的需求。
同時，湖畔光芯發(fā)布了全球最小尺寸的0.26inch硅基OLED微型顯示器樣品， 分辨率為 640*480。
展開 CINNO Research | 2025年全球AR/VR硅基OLED面板市場規(guī)模達14.7億美金
AR/VR智能穿戴產(chǎn)品是硅基OLED在消費電子領(lǐng)域的主要應(yīng)用產(chǎn)品。
近年來5G商用的落地和元宇宙概念的推動，給AR/VR市場注入了新的活力，投資這一領(lǐng)域的巨頭公司如蘋果、Meta、谷歌、高通、微軟、松下、華為、TCL、小米、OPPO等都在加速布局相關(guān)產(chǎn)品。
在CES 2022期間，松下旗下全資子公司 Shiftall Inc.展示全球首款5.2K高動態(tài)范圍VR眼鏡MaganeX；TCL發(fā)布其第二代AR眼鏡TCL NXTWEAR AIR；索尼則公布其為 PlayStation 5游戲主機開發(fā)的PSVR第二代頭顯Playstation VR2產(chǎn)品；Vuzix 推出了全新的M400C AR智能眼鏡，這些產(chǎn)品都采用了硅基OLED顯示屏。
蘋果公司的首款A(yù)R/MR頭顯有望在這兩年推出，這款頭顯產(chǎn)品將配備三塊屏幕，其中有兩塊采用硅基OLED顯示屏；而萬眾矚目的Apple Glass智能眼鏡也已決定采用硅基OLED 顯示屏。
目前全球從事開發(fā)、生產(chǎn)硅基OLED顯示屏的廠商較少，歐美公司較早進入市場，主要為美國eMagin 和Kopin公司、日本SONY、法國Microoled、德國Fraunhofer IPMS研究機構(gòu)以及英國MED公司。
中國從事硅基OLED顯示屏的公司主要以北方奧雷德、云南創(chuàng)視界（京東方投資）、國兆光電和合肥視涯為主。另外像熙泰智能、湖畔光電、芯視佳、昆山夢顯（維信諾投資）和南京昀光等公司也在布局硅基OLED產(chǎn)線和產(chǎn)品中。
受AR/VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展牽引，硅基OLED顯示面板市場規(guī)模有望迅速擴張。
展開 昀光科技硅基OLED亮相光博會，數(shù)字驅(qū)動消除運動模糊
借助數(shù)字驅(qū)動的力量，刷新率得以顯著提升，從而徹底消除了運動模糊的困擾，為硅基OLED微顯示器注入新的活力。這一技術(shù)創(chuàng)新不僅增強了微顯示器的性能，更告別了暈動癥，用戶體驗獲得了質(zhì)的飛躍。
綠色護眼，打造安全舒適的交互體驗
昀光科技的1.32英寸硅基OLED微顯示器在刷新率達到3600Hz后，實現(xiàn)了零風(fēng)險的閃爍頻率，遠超傳統(tǒng)技術(shù)90~120Hz的閃爍頻率，從而實現(xiàn)了安全護眼的功能。
在當前的XR體驗中，微顯示器發(fā)出的光相當于交互環(huán)境中的光源，因此護眼要求尤為重要。通過數(shù)字驅(qū)動技術(shù)，微顯示器實現(xiàn)了3600Hz以上的閃爍頻率，達到了頻閃豁免的條件，為用戶提供了安全舒適的交互環(huán)境，滿足了綠色、可持續(xù)的體驗需求。
HDR特性，呈現(xiàn)更豐富的色彩和細節(jié)
數(shù)字驅(qū)動技術(shù)還賦予了硅基OLED微顯示器更廣泛的HDR顯示特性。與傳統(tǒng)驅(qū)動技術(shù)相比，數(shù)字驅(qū)動技術(shù)實現(xiàn)更豐富的像素灰階和更穩(wěn)定的色域表現(xiàn)。
數(shù)字驅(qū)動避免了傳統(tǒng)驅(qū)動在圖像低亮像素上容易灰階缺失和色域下降的問題，在全灰階領(lǐng)域呈現(xiàn)出更加平滑鮮明、細節(jié)豐富的圖像效果。
自主研發(fā)，讓微顯示產(chǎn)品更好服務(wù)用戶
始于2005年，作為中國最早研究硅基微顯示技術(shù)的專業(yè)團隊之一，昀光科技在硅基微顯示領(lǐng)域積累了深厚的技術(shù)底蘊和豐富的研發(fā)成果，擁有背板驅(qū)動芯片完全自主知識產(chǎn)權(quán)；率先使用數(shù)字驅(qū)動解決方案，收獲大量原創(chuàng)性技術(shù)成果，致力于推出更能解決行業(yè)痛點的產(chǎn)品與方案，讓微顯示產(chǎn)品更好服務(wù)用戶。
此次展出的硅基OLED微顯示器產(chǎn)品，充分展現(xiàn)了昀光科技利用數(shù)字驅(qū)動引領(lǐng)的技術(shù)升級，為硅基微顯示器行業(yè)帶來新的機遇。
展開 無錫宜興湖畔光芯12"超高清、高亮硅基OLED微型顯示器項目奠基
湖畔光芯半導(dǎo)體（江蘇）有限公司成立于2022年5月，是由Kopin、湖畔光電、無錫國聯(lián)、中金LP基金等重要股東聯(lián)合設(shè)立，主要從事1.31”超高清、高亮硅基OLED微顯研發(fā)及生產(chǎn)，也是目前全球唯一具備1.31”硅基OLED產(chǎn)品量產(chǎn)出貨能力的企業(yè)，產(chǎn)品主要應(yīng)用AR/VR智能終端裝備。該公司重要股東之一的湖畔光電是一家成立于2017年4月的國家高新技術(shù)企業(yè)，目前已建成一條涵蓋有機鍍膜、TFE封裝、CF光刻和后道工藝生產(chǎn)的8英寸自動化產(chǎn)線。
本次奠基項目位于中國宜興環(huán)保科技工業(yè)園，總投資為50億元，分兩期建設(shè)，其中一期投資30億元，項目建設(shè)周期36個月，新增建設(shè)用地119畝，總建筑面積超過12萬平方米，新建兩條12英寸硅基OLED顯示器生產(chǎn)線及一條研發(fā)線，建成后可年產(chǎn)900萬片1.31英寸硅基OLED微顯，達產(chǎn)后預(yù)計年收入超過60億元。
這一重大項目落地，也將進一步提高無錫在元宇宙產(chǎn)業(yè)的集聚效應(yīng)，成為其打造長三角元宇宙技術(shù)創(chuàng)新高地的重要一環(huán)。據(jù)了解，2022年1月，無錫市元宇宙創(chuàng)新聯(lián)盟成立，在全國地級市中屬于首創(chuàng)，同日無錫市元宇宙產(chǎn)業(yè)園掛牌。無錫市在物聯(lián)網(wǎng)與半導(dǎo)體集成電路等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大的同時，依托國家超算無錫中心、國家數(shù)字電影產(chǎn)業(yè)園等優(yōu)質(zhì)平臺，圍繞著打造“元宇宙入口”這一概念，正迸發(fā)出更多的可能性。
該項目的核心產(chǎn)品也是全球首款1.31”硅基OLED微顯示器，在23.5×23.5mm的顯示尺寸內(nèi)實現(xiàn)了2560×RGB×2560的有效分辨率，像素尺寸僅為9.15μm×9.15μm，支持10bit RGB視頻格式和HDR高動態(tài)范圍、DSC數(shù)字視頻流壓縮，可實現(xiàn)120Hz高刷新率，是目前業(yè)界已量產(chǎn)的最大尺寸、最高分辨率的彩色硅基OLED微型顯示器。
展開 硅基鋰電池是什么黑科技？東華大學(xué)該領(lǐng)域獲突破
硅基鋰電池是什么黑科技？
充電容量比傳統(tǒng)電池翻10倍？
常見的鋰離子電池多以石墨為負極活性材料
限制了整體電池的能量密度。
硅碳材料因其高容量優(yōu)勢吸引眾多科學(xué)家關(guān)注。
近期，東華團隊在硅基鋰離子電池領(lǐng)域取得突破，
一起來看看！
設(shè)計：李盈頡
近日，東華大學(xué)材料學(xué)院楊建平研究員課題組及江莞教授研究團隊在硅基鋰離子電池領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)成果以《原子尺度調(diào)控碳的分布提高硅基負極材料的穩(wěn)定性》(Engineering the distribution of carbon in silicon oxide nanospheres at atomic level for highly stable anodes, DOI: 10.1002/anie.201902083)為題，在國際著名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(AngewandteChemie International Edition)上在線發(fā)表。該論文第一作者是材料學(xué)院博士生朱冠家，通訊作者是楊建平研究員和張輝博士，東華大學(xué)為唯一通訊單位。《德國應(yīng)用化學(xué)》(AngewandteChemie International Edition)為化學(xué)領(lǐng)域的世界級頂級期刊，在國際上擁有廣泛影響力，收錄的文章主要分布在有機化學(xué)、生命有機化學(xué)、材料學(xué)、高分子化學(xué)等領(lǐng)域。
展開 三星顯示發(fā)布產(chǎn)品戰(zhàn)略：硅基OLED/硅基LED將于2024年量產(chǎn)；8代QD-OLED產(chǎn)能年底前將提高30%
將有機發(fā)光二極管 （OLED） 放在硅基板上，即可形成OLEDoS(硅基OLED)，將發(fā)光二極管 （LED） 放在硅基板上，則形成LEDoS(硅基LED)。
崔社長強調(diào)：“在Micro Display中，顯示產(chǎn)業(yè)范式的轉(zhuǎn)變將尤為明顯。”在半導(dǎo)體中使用的硅基板上搭載顯示屏，將顯示屏產(chǎn)生的光發(fā)送回用戶眼前的波導(dǎo)（光波）是一種光學(xué)技術(shù)。在此過程中，很可能形成與以前完全不同的供應(yīng)鏈。
崔周善社長強調(diào)，在Micro Display方面，顯示范式的轉(zhuǎn)變將尤為明顯。半導(dǎo)體用硅基板和光學(xué)技術(shù)用于顯示制造領(lǐng)域。
崔社長說明稱：“IT用第8代OLED和Micro Display，以及尖端IT和車載顯示屏等，今年有3大進展。”IT 顯示包括 IT 可折疊OLED 和游戲顯示器。為了實現(xiàn)年銷售額500億美元的目標，計劃以2024年稼動為目標，投資IT用第8代OLED生產(chǎn)線等。
崔社長暗示，三星顯示也將在汽車用OLED上應(yīng)用將發(fā)光層堆疊成2層的“Two Stack Tandem”（雙堆棧串聯(lián)）結(jié)構(gòu)。三星顯示至今為止只生產(chǎn)Single Stack產(chǎn)品。在汽車用OLED領(lǐng)域，LG顯示很早就量產(chǎn)了雙堆棧串聯(lián)式OLED，引領(lǐng)了市場。
崔周善社長暗示，三星顯示也將在汽車用OLED上應(yīng)用雙堆棧串聯(lián)結(jié)構(gòu)
崔周善社長表示：“比起競爭對手，三星顯示擁有強大的專利組合。專利可以大大有助于提升公司業(yè)績”。三星顯示公司從今年年初開始強調(diào)專利業(yè)務(wù)，以客戶和競爭對手為對象警告專利侵權(quán)。
崔周善社長稱：“明年QD-OLED將創(chuàng)造另一個里程碑。”三星顯示當天首次展出了77吋的QD-OLED。明年，在55 吋和 65 吋的QD-OLED電視陣容基礎(chǔ)上將新增77 吋QD-OLED 系列中。
展開 市場 | 一文看懂硅基光電集成技術(shù)
硅基光混合集成 （OEIC）可以說是過渡方案，但是在目前理論為突破前提下的可落地方案。當前，業(yè)界對于硅基激光器的研究已實現(xiàn)了一定突破，未來有望實現(xiàn)單片集成的全光芯片。
InP單片光子集成已有多年的發(fā)展歷史，目前已實現(xiàn)大規(guī)模集成的應(yīng)用突破。硅基光子集成技術(shù)研究歷史較短，但研究力量和關(guān)注度極高，目前已有小批量落地產(chǎn)品。Infinera是大規(guī)模InP PIC技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者；Intel、Luxtera等致力于硅基光子集成的研究，對推動產(chǎn)業(yè)應(yīng)用做了大量貢獻。
硅光子除了在通信電子領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景，在光伏能源、自動控制、航空航天中均有重要作用。
硅光集成（OEIC）--光模塊成為可見的落地應(yīng)用
硅基光電集成（OEIC），即在硅的襯底上，實現(xiàn)光子的傳輸。其分為單片集成和混合集成。目前，光波復(fù)用/解復(fù)用、光波長調(diào)諧和變換等器件已可實現(xiàn)單芯片集成，而光模塊需要混合集成。雖然混合集成是過渡方案，但使得硅光技術(shù)在光模塊領(lǐng)域有了落地的應(yīng)用。
目前的混合集成方案是在硅基上同時制造出電子器件和光子器件，將電子器件（Si-Ge量子器件、HBT、CMOS、射頻器件、隧道二極管等）、光子器件（激光器、探測器、光開關(guān)、光調(diào)制器等）、光波導(dǎo)回路集成在同一硅片或SOI上。
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觀宇一廠成功點亮高亮度、低功耗的RGB自發(fā)光硅基OLED微顯示模組元件
觀宇自去年10月30日于開工儀式上展示亮度3000nits的RGB(紅藍綠)自發(fā)光硅基OLED微顯示模組元件后，在技術(shù)上持續(xù)突破到5000nits且在8/20成功舉辦點亮暨投產(chǎn)儀式點亮超過5000nits，除了技術(shù)上持續(xù)突破之外也獲得協(xié)力廠商合肥欣奕華智能機器有限公司、蘇州崇越工程有限公司的全力支持，在極短的時間內(nèi)通力合作，搭建RGB自發(fā)光微顯示第一條生產(chǎn)線，并預(yù)計于今年(2021年)第四季開始正式供貨。自主創(chuàng)新的uNEEDXR?技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)OLED微顯示模組元件的白光加彩膜架構(gòu)，采用自主創(chuàng)新的RGB自發(fā)光硅基OLED微顯示技術(shù)，將帶給市場可同時滿足超高像素密度（3147 PPI）、高亮度（>5000 nits)、高色彩飽和度(>NTSC100%)、高對比度(>2,000,000:1)、低功耗(<500mW@5000nits,在3000nits亮度時觀宇功耗僅市場功耗的1/3,請參閱下圖1) 的RGB自發(fā)光硅基OLED微顯示模組元件產(chǎn)品，優(yōu)秀的性能表現(xiàn)提供產(chǎn)業(yè)鏈伙伴在產(chǎn)品上更彈性的設(shè)計。
圖1、觀宇與市售硅基OLED微顯示模組元件功耗比較
uNEEDXR?技術(shù)再度獲得國際高度認同
uNEEDXR?為一項自主創(chuàng)新技術(shù)，從最初的一個想法經(jīng)歷技術(shù)自主創(chuàng)新，再到目前完成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。今年國際上也再度給uNEEDXR?技術(shù)高度認同，據(jù)美國著名半導(dǎo)體雜志《EE Times》發(fā)布的「2021年硅基100(Silicon 100)」名單兩度獲得“硅基100”實屬難得，不僅是面對全球數(shù)十萬家半導(dǎo)體企業(yè)也同時面對規(guī)模大數(shù)百倍的企業(yè)的競選。
展開 【Lumerical系列】硅基電光調(diào)制器（3.1）——常用的光學(xué)結(jié)構(gòu)
[3] 周治平.硅基光電子學(xué)[M].科學(xué)出版社,2021.
[4] 牛超群, 龐雅青, 劉智, 等. 中紅外硅基調(diào)制器研究進展 (特邀)[J]. 紅外與激光工程, 2022, 51(3): 20220021-1-20220021-11.
[5] 夏鵬輝. 高速硅光調(diào)制器及其集成芯片研究[D]. 浙江大學(xué), 2023.
Lumerical系列模塊聯(lián)合仿真中紅外硅基電光調(diào)制器
現(xiàn)實當中電光調(diào)制器種類繁多，諸如鈮酸鋰基的電光調(diào)制器、硅基的電光調(diào)制器、基于等離子共振色散的電光調(diào)制器等等。然而，這些調(diào)制器原理不一樣，這造就了分析調(diào)制器的原理和方法不能放之四海而皆準，必然是針對具體問題要采用特定的方法和技巧。考慮到硅基電光調(diào)制器的成熟工藝，下文將展現(xiàn)仿真硅基電光調(diào)制的整個流程。后面若有機會再分享鈮酸鋰基電光調(diào)制器和基于等離子共振色散的電光調(diào)制器。
在這里，硅基調(diào)制器的幾何結(jié)構(gòu)以發(fā)表在Photonic research【High-speed silicon photonic Mach–Zehnder modulator at 2 μm】的文章為案例。具體參數(shù)如下圖所示：
其中，不同區(qū)域的載流子濃度如下表格所示：
P
81e17/cm3
P+
21e18/cm3
P++
1e19/cm3
N
41e17/cm3
N+
21e18/cm3
N++
1e19/cm3
接下來，我們使用Charge模塊分析電壓驅(qū)動下硅材料的復(fù)數(shù)折射率的變化。
展開 ：硅基生物界面材料，非遺傳光控神經(jīng)調(diào)制
【引言】
在過去十多年內(nèi)，由于半導(dǎo)體微納加工技術(shù)的迅速發(fā)展，大量柔性硅基器件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生物物理和生物醫(yī)學(xué)研究中。其中代表工作包括哈佛大學(xué)Charles
Lieber組發(fā)表的用于細胞內(nèi)動作電位記錄的一維硅納米線場效應(yīng)管和西北大學(xué)John
Rogers組發(fā)表的用于心臟、大腦電生理記錄的大規(guī)模高密度柔性二維硅陣列。現(xiàn)有的硅基生物電子學(xué)器件的研究主要集中在需要外加導(dǎo)線的記錄器件上，而可以無線控制的硅基生物界面材料的研究才剛剛開始。相比于光遺傳技術(shù)依賴于對目標生物體的轉(zhuǎn)基因操作，硅基生物界面材料可以在無需任何遺傳操作的情況下仍然實現(xiàn)精準光控神經(jīng)調(diào)制，因此在臨床應(yīng)用上具有遠大前景。
【成果簡介】
芝加哥大學(xué)田博之組此前曾在Nature
Materials上曾經(jīng)報道過用利用無定型介孔硅的光熱效應(yīng)，首次實現(xiàn)了遠程遙控單個神經(jīng)元活性。最近，田博之組展示了通過理性設(shè)計，可以合成出不同尺度的多功能光響應(yīng)硅材料，用于遙控多種生物電活動，包括光控定點細胞鈣信號刺激和傳播，遠程刺激大腦活動，甚至激發(fā)麻醉老鼠產(chǎn)生簡單行為反應(yīng)。相關(guān)成果以題為“Rational design of silicon structures for optically controlled multiscale biointerfaces”發(fā)表在了Nature Biomedical Engineering雜志上。本文的第一作者為芝加哥大學(xué)化學(xué)系博士生蔣圓聞，共同第一作者為西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院李驍健博士和芝加哥大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)系劉冰博士。
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