近日，由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）、國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）聯合主辦，北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司與半導體產業網共同承辦的第七屆國際第三代半導體論壇暨第十八屆中國國際半導體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會展中心舉行。期間，在“IFWS& SSLCHINA 2021：光通信與感知技術分會“論壇上，丹麥技術大學光子工程系副教授歐海燕分享了“碳化硅，一種新型的集成光子和量子集成光子平臺”視頻報告。

報告中介紹，碳化硅擁有優異的光學特性，如高的二階和三階非線性。利用已經開發好的材料生長和器件制備技術的杠桿效應，碳化硅正成為一種新型的集成光子（PIC）平臺。不同晶型（6H，4H，3C和非晶）的碳化硅波導的損耗已降至幾個dB/cm，對應的微腔(光子晶體，微環，微盤)的品質因子也已達百萬量級。強的光學束縛及高品質因子的光學腔使利用實驗室常規設備來研究碳化硅的非線性成為可能。比如，四波混頻實驗只需幾十毫瓦的激光泵浦便可觀測到。這些非線性研究是實現高級器件如頻率轉換器和光學頻梳等的理論基礎。

 

同時，碳化硅體材料內色心（colorcenter）的研究由來已久。對比金剛石內的色心和三五族的量子點，其顯示出許多優越性:有些碳化硅色心的發光波長在通信波導，直接可以利用現有的光通信網絡實現量子通信; 有些色心有很長的電子自旋相干時間，可以用來實現量子存儲器。基于色心的單光子源和量子存儲器都是構建量子集成光子平臺的關鍵基礎器件。有些色心可以在室溫下工作，能真正讓量子技術走出實驗室，得到廣泛應用。

 

對碳化硅內色心的研究及碳化硅波導的研究迎來了歷史的結合點，也就是將色心集成到高品質的光學腔。這個結合預示著產生影響深遠的科技成果。作為碳化硅在光學領域應用的先行者，報告介紹了碳化硅納米光子學和色心研究的現狀，預測其在集成光子學和量子集成光子學的前景，并分析存在的挑戰。（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）