光电论坛第十一期
信息时代的新学科-硅光子学
主讲：余金中博士
时间：2008年10月30日下午4:00
摘要：随着科学的深入发展，光的量子传输特性表现得更为明显，光的量子描述更多，光子学便应运而生。硅光子学专门研究硅以及硅基异质结材料(诸如 SiGe/Si、SOI等) 中光子的行为和规律，并且非常注重硅基光子器件的设计、制造和在光通信、光互连、光计算等领域中的实际应用。Si基光电子集成具有十分诱人的前景。将许多不同的电子器件、光子器件和光波导回路集成在同一硅片上，构成具有特殊性能的光子集成回路，实现光互连，进一步可实现光计算和人工智能。硅基光子学的发展趋势为：异质材料多型化、材料尺寸纳米化、物理性质量子化、功能特性完善化、光电集成复杂化、实际应用多样化。硅光子学的材料、器件和应用在21世纪中将会大显身手，为信息化时代的发展作出重大贡献。
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2008年10月30日， “光电论坛”系列讲座第十一期在武汉光电国家实验室A301会议室举行。中国科学院半导体研究所的余金中教授为广大师生作了题为《信息时代的新学科-硅光子学》的报告。武汉国家实验室林林书记为余金中教授颁发了华中科技大学兼职教授的荣誉证书。
余金中教授首先以现代微电子产业为例，介绍了以硅材料为基础的现代微电子工业极大推动了人类社会的发展，使得信息交流方式发生了革命性变化。随着现代CMOS工艺不断发展，到2020年，半导体材料线度将达到10纳米，届时基于此类特征尺寸的半导体器件将会出现量子效应，而几何尺寸小于10纳米的区域变成为量子区域，基于经典理论的半导体器件将丧失原有功能。为了延续1964年提出的Moore定律，需要对现有的微电子器件架构进行改革，实现现代信息技术的3T，即计算机运算速率提升至1Tbit/s、光纤传输速率提升至1Tbit/s和光盘存储容量提升至1Tbit/inch2。
余教授指出，光纤传输速率已经达到了要求，光盘存储容量也即将接近目标，而计算机运算速率仍离指标较远。硅光子学是专门研究硅以及硅基异质结材料中光子的行为和规则，并且非常注重硅基光子器件的设计、制造和在光通信、光计算等领域中实际应用。因此硅光子器件将继集成电路之后最有应用前景的实用元器件。
余教授从1990年英国科学家L. T. Canham教授发现多孔硅材料能够获得量子效率高达10%的可见光发射，比体硅材料的近红外发光效率提高10万倍，标志着硅光子学研究开始，举例说明了硅基光子器件从2002年到2008年的发展例程。他特别指出，国际知名半导体公司，如Intel, IBM等公司相继在硅基光子器件领域实现了突破，实现了混合型Si-InP激光器、40GHz硅基光调制器和44GHz硅基光探测器等器件。美国Luxtera公司今年更是在GFP2008会议上展示了其440GHz的硅基单片收发模块，预示着以硅光子学为基础的信息时代即将到来。余教授同时也展示了国内目前硅基光子器件的研究成果以及研究现状，提出当前正是硅光子学研究的关键时期，呼吁广大的师生应抓住机遇，积极参与到这场信息革命的浪潮中来。
报告结束后，余教授回答了众多教师和学生的问题，会场气氛热烈、融洽。本次论坛持续一个小时，最后在热烈的掌声中圆满结束。
附：余金中教授个人简历
博士，研究员，博士生导师，湖北鄂州人。1965年中国科学技术大学物理系毕业，1967年半导体研究所研究生毕业，师从王守武院士。1982－1983、1987、1990-1991年留学日本理化学研究所和大阪大学，师从难波进教授，获大阪大学工学博士学位。1992和2001年作为访问学者在美国硅谷和德国斯图加特大学工作和讲学。
余金中现任半导体研究所学术委员、中国电子学会光电子学组学术委员，中国科学院研究生院、浙江大学、山东大学、厦门大学、北京工业大学、华侨大学和河北大学兼职教授，《半导体光电子》、《飞通光电子技术》杂志编委。美国国际光子工程协会 (SPIE)、中国光学学会会员和中国电子学会高级会员。 长期从事半导体光电子学研究，目前着重研究硅基光电子集成、硅基光波导器件和SiGe/Si异质结和器件的生长、制备和特性表征。主要学术业绩为：
一、首先在国内实现了短波长激光器的长寿命工作，促进了我国光通信的起步发展。主持长波长激光器实用化研发，成功地转化为高技术产品。
二、开展低能量无损伤干法刻蚀研究，创新采用低能量大离子束流，实现了无损伤高速率刻蚀，为低阈值长寿命半导体激光器的研制奠定了重要基础。
三、1996年至今致力于硅基光电子学研究，合作设计加工出高水平的UHV/CVD系统，指导研究生外延出高质量SiGe/Si量子结构和器件，相关结果已被国外多次进行报道，并多次在国际会议上作邀请报告。
四、在国内率先主持开展SOI光波导研究，成功做出MMI耦合器和MZI热光型和电光型光开关，响应速度快，为国际先进水平。
先后获科学院重大项目二等奖、科技进步二等奖和两次国家科技进步二等奖。1992年起享受国务院颁发的政府特殊津贴，2001年获中国科学院华为优秀研究生导师奖。发表论文150多篇，SCI和EI收录分别为55篇和43篇，被他人SCI引用60次,著作和译著各一本。 |
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视频链接：http://whof.wnlo.cn/video_info.asp?id=760
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