折纸技术在微纳尺度的三维集成应用及片上光子调控研究
结题报告
批准号:
61975035
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
梅永丰
依托单位:
学科分类:
微纳光子学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
梅永丰
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中文摘要
与硅芯片相匹配并且工艺兼容的片上光集成技术是当前信息技术发展的一个重点之一。但由于硅材料本身并不是一个理想的光学材料,因此在硅基光集成过程中,关键的部件仍然受到制约。本项目中,我们计划通过纳米薄膜折纸技术,获得集成新型材料(如金刚石和二维材料)的三维管状光学微腔及其复合结构。研究工作中,我们将结合理论模拟和实验验证,建立纳米薄膜应变与三维折纸管状结构的对应关系,阐明三维管状微腔结构实现光子调控的原理。在机制研究的基础上,本项目将探索实现在波长/亚波长尺度的精细光子调控,并构建一些关键功能器件,包括单模共振光发射或激射光源,通讯波段高效光电探测器和三维光波导耦合单元等,最终期望利用三维折纸管状结构实现硅基多功能器件的异质集成。本项目将发展一种高效可控的制备光子器件的手段并实现硅基集成,这为光子芯片集成提供一种新的思路,在集成光子器件及应用领域具有重要的应用前景。
英文摘要
On-chip photonics integration technology compatible with Si planar process is one of the key points for the revolution information science and technology. However, since silicon (Si) itself is not an ideal optical material, some key components suffer obvious obstructive restriction in Si based integration. In this project, we propose to introduce new materials (such as diamond and 2D materials), and build three-dimensional tubular optical microcavity and corresponding composite structures by engaging nanomembrane origami technology. We will combine the theoretical simulation and experimental demonstration to establish the relationship between the strains therein and the three-dimensional origami structures. The photon control mechanism of the three-dimensional tubular structure will be studied with assistance of Finite Difference Time Domain (FDTD) simulation. One the basis of the mechanism investigation, we will try to realize the precise photon control on wavelength/sub-wavelength scale, and key functional components like single-mode light emission device, photodetectors at communication bands, three-dimensional vertical optical waveguide coupler, etc. These functional optical components will be integrated onto chip via origami technology for future silicon technology. The project will develop an effective and controllable approach to fabricate photonic devices for Si-based integration, which provides a novel idea for photonic chip integration, and therefore may have great potentials in the field of integrative photonic device.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.34133/2022/9842752
发表时间:2022
期刊:RESEARCH
影响因子:11
作者:Zhang, Hehua;Xu, Borui;Ouyang, Yi;Wang, Yunqi;Zhu, Hong;Huang, Gaoshan;Cui, Jizhai;Mei, Yongfeng
通讯作者:Mei, Yongfeng
DOI:10.1021/acs.chemmater.9b04414
发表时间:2020-10
期刊:Chemistry of Materials
影响因子:8.6
作者:Zhiwei Zhang;Yuting Zhao;Zhe Zhao;Gaoshan Huang;Y. Mei
通讯作者:Zhiwei Zhang;Yuting Zhao;Zhe Zhao;Gaoshan Huang;Y. Mei
DOI:10.1002/adom.202102158
发表时间:2021-12
期刊:Advanced Optical Materials
影响因子:9
作者:Shuo Yang;Yunqi Wang;Y. Kong;Gaoshan Huang;Zhe Zhao;Yang Wang;Borui Xu;J. Cui;Y. Mei
通讯作者:Shuo Yang;Yunqi Wang;Y. Kong;Gaoshan Huang;Zhe Zhao;Yang Wang;Borui Xu;J. Cui;Y. Mei
DOI:10.1038/s41551-021-00723-y
发表时间:2021-05-27
期刊:NATURE BIOMEDICAL ENGINEERING
影响因子:28.1
作者:Song, Enming;Xie, Zhaoqian;Rogers, John A.
通讯作者:Rogers, John A.
DOI:10.1002/adma.202306715
发表时间:2023
期刊:Advanced Materials
影响因子:--
作者:Binmin Wu;Ziyu Zhang;Zhi Zheng;Tianjun Cai;Chunyu You;Chang Liu;Xing Li;Yang Wang;Jinlong Wang;Hongbin Li;Enming Song;Jizhai Cui;Gaoshan Huang;Yongfeng Mei
通讯作者:Yongfeng Mei
基于单晶VO2薄膜的三维器件构筑及其高性能传感应用
  • 批准号:
    62375054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
用于诊断治疗的超声驱动生物活性微泡
  • 批准号:
    51961145108
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    160万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
基于同步辐射X射线微聚焦方法对纳米薄膜自组装应力变化的研究
  • 批准号:
    U1632115
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    46.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
卷曲纳米技术在光学研究中的应用
  • 批准号:
    61008029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    梅永丰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金