硅基光电子器件的辐射效应研究进展

摘要：

硅基光电子器件与芯片技术是通信领域的下一代关键技术,在光通信、高性能计算、数据中心等领域有广阔的市场,在生物传感领域也有广泛应用.根据硅光器件高集成度、重量小等特性,可以预见硅基光电子芯片在空间通信、核电站、高能粒子实验等辐射环境中也极具应用前景.本文综述了硅基光电子器件在高能粒子环境下的辐射效应研究工作,阐述了电离和非电离辐射效应;针对无源器件和有源器件分别介绍了辐射效应和响应机理,包括波导、环形谐振器、调制器、探测器、激光器、光纤等.高能辐射对无源器件的影响主要包括结构加速氧化、晶格缺陷、非晶结构致密化等.对于光电探测器和激光器,辐射引起的位移损伤占主导地位,其中点缺陷引入的深能级会影响载流子响应导致器件性能变化,而电光调制器在辐射环境下的主要损伤机制是电离损伤,产生的缺陷电荷会影响载流子浓度从而改变有效折射率.本文最后展望了硅基光电集成器件的辐射加固思路和在空间环境中的应用前景.

关键词：硅基光电子、辐射效应、电离辐射、非电离辐射

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资助基金：国家科技重大专项 02 专项 2017ZX02315004-002-003 和科技部重点研发计划

在线出版日期：2019-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1-10,145