基于可溶液加工半导体的集成光谱仪平台

在现场诊断、物联网和其他芯片实验室应用中获取实时光谱信息需要具有异质集成能力和小型化功能的光谱仪。与传统的异质外延集成半导体相比，可溶液加工半导体由于其可溶液加工性而提供了更加灵活的集成平台，因此更适合多材料集成系统。然而，可溶液加工的半导体通常与微制造工艺不兼容，使得它们远不能在各种芯片实验室应用中实际使用。

工业和信息化部微纳光电信息系统重点实验室、广东省半导体光电材料与智能光子重点实验室宋青海教授带领的科学家团队在《Light: Science & Applications》上发表了一篇新论文中国哈尔滨工业大学(深圳)系统公司提出了一种简便且通用的平台，通过前所未有地涉及连续介质(共轭-BIC)光子学中束缚态的共轭模式，来制造具有可溶液加工半导体的集成光谱仪。

具体来说，利用传统激光研究中尚未探索的共轭BIC光子学，使宽带光电二极管具有超窄带探测能力、探测波长可调性和片上集成能力，同时保证器件性能。基于这些超窄带光电二极管阵列的光谱仪具有高光谱分辨率和宽/可调光谱带宽。该制造工艺与钙钛矿和量子点等可溶液加工的半导体光电二极管兼容，可以扩展到传统半导体。来自光谱仪的信号直接构成入射光谱，无需计算密集型、延迟敏感型和容错性。举个例子，基于钙钛矿光电二极管的集成光谱仪能够实现窄带/宽带光重建和原位高光谱成像。所报告的平台提供了构建具有多材料集成系统的集成光谱仪的见解。

“与那些流行的 BIC 激光研究相比，探索共轭 BIC 是非常规的。通过理论研究，我们发现共轭BIC具有高漏电和良好的Q值，同时易于激发和耦合。考虑到共轭 BIC 光子学可以很容易地制造并且它们的谐振波长可以有效地调谐，我们预计共轭 BIC 非常适合波长分辨光电检测应用。”

“解决钙钛矿光电二极管阵列的制造问题并通​​过微制造工艺将其与共轭 BIC 光子学集成也很重要，因为器件的材料和器件界面很容易在工艺过程中被溶剂和热量破坏。我们还相信，我们提出的光子学-光电子学集成平台可以为拓宽钙钛矿等新兴可溶液加工半导体的功能和应用提供见解。” 科学家预测。