面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件(19)

路的建立、性能的测试、功能的演示；

3）提出高性能计算机CPU间数据交换的光电并行双网络体系结构；

4）发表高水平论文论文 50 篇，申请中国发明专利 20 项，培养博士后 2位，研究生25 名。

主要研究内容：

本课题通过对纳米尺度条件下，光波导内光场模式的分布、传导、耦合等原 理的研究，基于 CMOS 兼容工艺技术，设计制备硅基纳米光波导结构及光波导 集成器件。分析纳米尺度硅基材料对光波导传输模式的调控机理，探索在纳米结 构内实现光波模式调谐增强机制，研究纳米光波导结构对局域光场的调制效应。 基于纳米材料结构设计硅基纳米线波导器件，解决器件集成技术难题，具体研究 内容如下：

1)研究硅纳米线波导、纳米 slot 波导、硅基异质波导等新型纳米光波导的对载流子与光场相互作用的增强机制，研究高速光信号在纳米光子结构中的衰 减、延迟等现象的产生机理。

2)研究超高带宽低功耗的光电并行双层体系结构，分析微纳光子器件的色 散、非线性、衰减、增益等劣化集成系统性能的关键因素。

3)研究无阻塞和重排无阻塞的拓扑结构，优化结构设计和制造技术的兼容 性，使开关数和波导交叉最少、交换延迟最短。

4)研究多种硅基微纳光子功能器件的集成方法，研究有源与无源光子器件 间的纳米耦合结构和高效耦合机理，建立多场耦合联合仿真模型。

5)研究与 CMOS 兼容的纳米精度多层套刻曝光等硅基工艺，利用低温硅基 异质键合等技术，开展硅基微纳光电子器件与集成的制备技术研究。

经费比例： 25%

承担单位： 国防科学技术大学、中国科学院半导体研究所

课题负责人： 窦强 窦文华

学术骨干： 肖立权、李智勇、王永文

各课题间的有机联系及与项目总体目标的关系

针对高性能计算等国家重大战略需求，在已有研究工作基础上继续深入研究