近日，高绪敏博士以第一作者在光电子器件领域顶级期刊《Optics Letters》上发表的论文“Monolithic III-nitride photonic integration toward multifunctional devices”（Xumin Gao et al, Optics Letters, vol42, p4853, 2017）被国际半导体行业著名杂志《Semiconductor Today》作为面向可见光通信应用的III族氮化物技术的重要研究进展进行专栏报道。

　　论文中利用InGaN/GaN量子阱器件可以同时实现发射光并且探测光这一物理机制，利用InGaN波导将相同结构InGaN/GaN量子阱器件作为的发射端与接收端相连，实现了片内、片外200Mbps的可见光通信系统。其中片内通信系统可应用于能量监测。

图1 工艺流程图

　　光子电路基于硅基III族氮化物芯片，采用光刻、反应离子刻蚀、及电子束蒸镀等工艺，由8微米宽、200微米长的InGaN波导连接发射端与接收端组成。其中发射端与接收端为结构相同的InGaN/GaN量子阱器件，发光光谱中心波段位于452纳米。波导层上下的AlGaN包覆层有益于光子在波导内的高质量传输。将信号加载在发射端，实现电光转换，调制后的光经过波导传输，耦合至接收端进行光电转换，完成片内200Mbps的可见光通信系统。发射端的p型区直径为23微米，电容值为2.23 pF。减少p区面积有利于降低器件电容值，增大传输速率。实验证明利用共聚焦测试系统发射端器件可实现片外无线200Mbps的可见光无线通信。

图2 片内、片外可见光通信测试系统示意图

　　团队认为，利用III族氮化物光电子器件的发射、传输以及探测共存的优势，氮化物基单片集成光电子器件将会为物联网应用开拓新的渠道。

　　《Optics Letters》期刊是光电子器件领域的顶级国际期刊之一，2016-2017年度影响因子为3.416。期刊注重在器件结构、器件物理机制和制备技术等方面的创新性。《Semiconductor Today》是总部位于英国，具有独立性和非盈利性的国际半导体行业著名杂志。专注于报道化合物半导体和先进硅半导体的重要研究进展和最新行业动态。