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    台大跨國團隊發展矽光子技術 登頂尖期刊《自然通訊》

    台大跨國團隊發展矽光子技術,登上頂尖期刊《Nature Communications》。(科技部提供)

    台大跨國團隊發展矽光子技術,登上頂尖期刊《Nature Communications》。(科技部提供)

    2020/09/08 16:51

    〔記者楊綿傑/台北報導〕目前半導體及晶片設計都是立基於矽電子的發展,進而製作出先進積體奈米電路製程,不過以台大為首的國際研究團隊,進一步突破至矽光子的領域,將矽的光學非線性效應提升了千至萬倍,未來將提高資料傳輸速度,可達用光控制光,獲得自然科學頂尖期刊《自然通訊(Nature Communications)》的刊登。

    在矽電子學領域中,關鍵是做出具有非線性,能夠用電控制電的元件,例如電晶體。同樣的,在矽光子學的領域中,用光控制光的元件,或說全光學控制元件,也是主要的關鍵。但是矽晶體本身的光學非線性效應實在太小,不足以作為有效的全光學控制應用。

    在科技部的「優秀年輕學者計畫」、國際合作計畫及學門計畫的長期支持下,由台灣大學物理學系暨分子影像中心副主任朱士維成立國際合作團隊,結合中研院、交大,以及國際學者,將「發現奈米矽的超大光學非線性—應用在全光學開關與超解析顯微技術」研究成果發表在自然科學頂尖期刊《自然通訊》。

    朱士維表示,團隊研究出利用矽奈米結構的特殊電磁共振模態,可組成完整可見光光譜的奈米方塊,實現高速全光學開關,加上光致熱效應,將矽的光學非線性效應提升了三到四個數量級,等同於提升1000至1萬倍,反應時間僅須奈秒等級。

    朱士維還提到,團隊也以此做出精度高達40奈米的遠場光學超解析顯微影像,不僅比起傳統的光學繞射極限高出一個數量級,更於世界上領先能在矽奈米結構上實現不需標記或染色的超解析技術。

    朱士維解釋,現在的技術是用電控制電,從電晶體發展開啟電腦計算功能,技術更進步後做出很小的晶片放入手機,而此次的研究成果則是進一步用光控制光,且運用在矽之上,未來發展不可限量,原本「積體電路」可能變成「積體光路」。

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