延續(xù)了半個(gè)多世紀(jì)的摩爾定律預(yù)計(jì)將在2020年左右失效，硅基光電集成技術(shù)有望接替微電子成為未來信息技術(shù)的基石，但硅基光電子集成技術(shù)的實(shí)用化面臨缺少硅基片上光源這一最后障礙。因此，硅基片上光源是當(dāng)前半導(dǎo)體技術(shù)皇冠上的明珠，其研制成功將引領(lǐng)整個(gè)硅基光電子集成技術(shù)的重大變革。硅光電集成技術(shù)處于前沿探索階段的半導(dǎo)體量子計(jì)算芯片的核心地位，可為集成在同一個(gè)芯片上的量子器件與光電器件提供信息交換和通信。 t^rw@$"}  
lPTx] =G  
　　國際上，已提出硅量子點(diǎn)、硅鍺超晶格、鍺錫合金、應(yīng)變鍺、III-V族與硅的混合集成、稀土元素?fù)诫s、硅同素異晶體等硅基片上光源方案，但迄今還沒有可用于硅光電集成技術(shù)的實(shí)用化光源。硅量子點(diǎn)在1988年被制備出后，得到廣泛研究，成為實(shí)現(xiàn)硅發(fā)光的有力候選者，但硅量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)制及是否高效發(fā)光存在爭議。2010年，荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)教授Gregorkiewicz研究組發(fā)表在Nature Nano的論文，發(fā)現(xiàn)高能熱PL峰隨硅量子點(diǎn)的變小在能量上發(fā)生反常的顯著紅移，而基態(tài)PL峰跟預(yù)期的一樣在量子束縛效應(yīng)作用下發(fā)生藍(lán)移，這個(gè)高能PL峰來自硅的Г-Г直接帶隙躍遷。如果這一結(jié)論成立，那么，由此外推可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)硅量子點(diǎn)縮小到2納米以下后可以實(shí)現(xiàn)由間接帶隙到直接帶隙的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)硅量子點(diǎn)直接帶隙發(fā)光，論文一經(jīng)發(fā)表后立即引起廣泛關(guān)注和跟進(jìn)研究。 Ni,nQ;9  
c`a(  
　　中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員駱軍委，使用現(xiàn)代納米計(jì)算技術(shù)模擬真實(shí)的硅量子點(diǎn)，計(jì)算得到的吸收和發(fā)光光譜與最新發(fā)展的單量子點(diǎn)光譜技術(shù)得到的硅量子點(diǎn)光譜非常吻合，在系統(tǒng)分析了硅量子點(diǎn)電子結(jié)構(gòu)隨量子點(diǎn)大小變化后，發(fā)現(xiàn)處于高能硅直接帶隙躍遷并沒有隨硅量子點(diǎn)的變小而顯著發(fā)生紅移，并最終導(dǎo)致硅量子點(diǎn)成為直接帶隙發(fā)光，這推翻了Gregorkiewicz研究組認(rèn)為的硅量子點(diǎn)可以成為直接帶隙發(fā)光的發(fā)現(xiàn)，該研究將在全球范圍內(nèi)及時(shí)制止在該硅基發(fā)光方向進(jìn)行無謂的研究。 *r7vDc  
Yd^@Ei9
 
　　研究成果近日在線發(fā)表在Nature Nanotechnology上，研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、中組部青年千人計(jì)劃的支持。 BrV{X&>[i  
>[}oH2oi  
jwZ,_CK  
　　 論文鏈接：https://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.190.html