硅基光电子、CMOS光电集成，系统地开展了微电子和光电子单片集成方面的研究，致力于硅基光电子器件/石墨烯二维材料光电子器件和硅微电子器件的单片集成，致力于微纳器件和光电集成芯片在光互连、神经形态类脑计算、传感等领域的应用。

   

080903-微电子学与固体电子学
085400-电子信息

硅基光电子器件、硅基光电集成芯片
光电/电光接口CMOS集成电路设计
神经形态类脑器件及集成芯片

2004-09--2009-05   中国科学院半导体研究所   博士
2000-09--2004-06   西安电子科技大学   学士

   

2022-09~现在, 中国科学院半导体研究所, 研究员
2015-01~2022-09,中国科学院半导体研究所, 副研究员
2011-06~2013-12,清华大学电子系, 博士后
2009-06~2014-12,中国科学院半导体研究所, 助理研究员

2017-01-01-2020-12-31,中国科学技术出版社科技科普专家,

光电子与微电子集成

   

（ 1 ） 光电突触器件阵列及其制备方法、图像处理设备, 2023, 第 3 作者, 专利号: CN113793881B

（ 2 ） 石墨烯器件及其制备方法、光电探测器, 发明专利, 2022, 第 6 作者, 专利号: CN115274889A

（ 3 ） 一种硅光电倍增管及其制备方法, 发明专利, 2022, 第 4 作者, 专利号: CN115224150A

（ 4 ） 一种高灵敏红外光谱传感器及其制作方法, 发明专利, 2022, 第 4 作者, 专利号: CN115165782A

（ 5 ） 石墨烯红外探测器, 发明专利, 2022, 第 4 作者, 专利号: CN115101608A

（ 6 ） 基于偏振旋转分束器实现的光学矩阵向量乘法器, 发明专利, 2022, 第 1 作者, 专利号: CN114326923A

（ 7 ） 基于偏振旋转分束器实现的光学矩阵向量乘法器, 发明专利, 2022, 第 1 作者, 专利号: 202210127057.2

（ 8 ） 光电突触器件阵列及其制备方法、图像处理设备, 发明专利, 2021, 第 3 作者, 专利号: CN113793881A

（ 9 ） 基于石墨烯-CMOS单片集成的探测器芯片的制备方法及系统, 发明专利, 2021, 第 1 作者, 专利号: CN113782640A

（ 10 ） 三端人工光学突触及其制备方法, 发明专利, 2021, 第 3 作者, 专利号: CN112864164A

（ 11 ） 一种波导结构的神经突触及其制备方法, 专利授权, 2021, 第 1 作者, 专利号: CN111142186B

（ 12 ） 基于CMOS后工艺实现的三维光电集成光栅耦合器及制备方法, 发明专利, 2019, 第 1 作者, 专利号: CN110068894A

（ 13 ） 在卤化物钙钛矿薄膜表面制作金属微纳结构的方法, 发明专利, 2019, 第 2 作者, 专利号: CN109461817A

（ 14 ） 利用聚对二甲苯制备单层石墨烯的方法, 专利授权, 2018, 第 2 作者, 专利号: CN108793137A

（ 15 ） 基于CMOS后工艺实现的三维光电集成滤波器及其制备方法, 专利授权, 2018, 第 1 作者, 专利号: CN108321119A

（ 16 ） 一种带宽可调的带通型光学滤波器, 发明专利, 2015, 第 3 作者, 专利号: CN104765164A

（ 17 ） 无源光限幅器, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN104090447A

（ 18 ） 一种芯片表面污物清洁处理的方法, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN104037068A

（ 19 ） 采用后端CMOS工艺三维光电集成的方法, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN103956340A

（ 20 ） 采用标准CMOS工艺制备脊型光波导的方法, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN103956408A

（ 21 ） 一种基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测器, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN103811568A

（ 22 ） 基于对称垂直光栅耦合结构的SOI基光隔离器, 发明专利, 2013, 第 1 作者, 专利号: CN102928925A

（ 23 ） 电可调谐光栅耦合器, 发明专利, 2012, 第 3 作者, 专利号: CN102565955A

（ 24 ） 基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器, 发明专利, 2012, 第 3 作者, 专利号: CN102540505A

（ 25 ） 采用T型电容网络反馈结构的CMOS生理信号放大器, 发明专利, 2011, 第 4 作者, 专利号: CN102158178A

（ 26 ） 双电容金属氧化物半导体硅基高速高调制效率电光调制器, 发明专利, 2009, 第 2 作者, 专利号: CN100514099C

（ 27 ） 一种采用CMOS工艺制作的差分硅光电探测器, 发明专利, 2009, 第 2 作者, 专利号: CN101465358A

（ 28 ） SOI衬底CMOS工艺电光调制器, 发明专利, 2009, 第 2 作者, 专利号: CN101458402A

（ 29 ） 三电容MOS硅基高速高调制效率电光调制器, 发明专利, 2009, 第 2 作者, 专利号: CN100468103C

（ 30 ） CMOS硅发光二极管驱动电路, 发明专利, 2007, 第 3 作者, 专利号: CN101034887A

（ 31 ） 采用标准CMOS工艺制作的叉指型结构硅发光二极管, 发明专利, 2007, 第 3 作者, 专利号: CN101034725A

（ 32 ） 多层金属间氧化物脊形波导结构及其制作方法, 发明专利, 2007, 第 2 作者, 专利号: CN101034185A

陈弘达、黄北举 等，《石墨烯微电子与光电子器件》，华东理工大学出版社。

（1） A Self-Rectifying Synaptic Memristor Array with Ultrahigh Weight Potentiation Linearity for a Self-Organizing-Map Neural Network, NANO LETTERS, 2023, 通讯作者
（2） A broadband vortex beam generator using graphene metasurface reflectarray in terahertz region, PHYSICA SCRIPTA, 2022, 第 9 作者
（3） Feature Extraction From Images Using Integrated Photonic Convolutional Kernel, IEEE PHOTONICS JOURNAL, 2022, 通讯作者
（4） Flat band of Kagome lattice in graphene plasmonic crystals, JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, 2022, 第 9 作者
（5） In Situ Regeneration of Silicon Microring Biosensors Coated with Parylene C, LANGMUIR, 2022, 通讯作者
（6） A hybrid graphene-PbS quantum dots photodetector with positive and negative photocurrents, PHOTONICS AND NANOSTRUCTURES-FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS, 2022, 通讯作者
（7） Simulation of hybrid silicon nitride/polymer Mach-Zehnder optical modulator beyond 170 GHz, FRONTIERS IN PHYSICS, 2022, 通讯作者
（8） Numerical Demonstration of 800 Gbps WDM Silicon Photonic Transmitter with Sub-Decibel Surface-Normal Optical Interfaces, MICROMACHINES, 2022, 第 5 作者
（9） High-Efficiency Two-Dimensional Perfectly Vertical Grating Coupler With Ultra-Low Polarization Dependent Loss and Large Fibre Misalignment Tolerance, IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, 2021, 通讯作者
（10） On-Chip Photonic Synapses Based on Slot-Ridge Waveguides With PCMs For In-Memory Computing, IEEE PHOTONICS JOURNAL, 2021, 通讯作者
（11） Research on Pt/NiOx/WO3-x:Ti/W Multijunction Memristors with Synaptic Learning and Memory Functions, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS, 2021, 通讯作者
（12） Vertical Fibre Interfacing Interleaved Angled MMI for Thermal-Tuning-Free Wavelength Division (de)Multiplexing and Low-Cost Fibre Packaging, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, 2021, 通讯作者
（13） 基于光电器件的神经形态类脑芯片研究进展, Progress in neuromorphic brain-like chips based on optoelectronic devices, 微纳电子与智能制造, 2021, 第 5 作者
（14） In Situ Regeneration of Silicon Microring Biosensors Coated with Parylene C, LANGMUIR, 2021, 通讯作者
（15） The application of halide perovskites in memristors, The application of halide perovskites in memristors, 半导体学报:英文版, 2020, 第 6 作者
（16） Broadband High-Efficiency Grating Couplers for Perfectly Vertical Fiber-to-Chip Coupling Enhanced by Fabry-Perot-like Cavity, MICROMACHINES, 2020, 第 2 作者
（17） A Novel On-chip Photonic Synapse Based on Slot-ridge Waveguides with PCMs, 2020 IEEE PHOTONICS CONFERENCE (IPC), 2020, 通讯作者
（18） Chiral graphene plasmonic Archimedes’ spiral nanostructure with tunable circular dichroism and enhanced sensing performance, OPTICS EXPRESS, 2020, 第 8 作者
（19） Monolithic Integration of CMOS Temperature Control Circuit and Si3N4 Microring Filters for Wavelength Stabilization Within Ultra Wide Operating Temperature Range, IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, 2020, 通讯作者
（20） 100 Gb/s Silicon Photonic WDM Transmitter with Misalignment-Tolerant Surface-Normal Optical Interfaces, MICROMACHINES, 2019, 通讯作者
（21） Physical mechanism for the synapse behaviour of WTiOx-based memristors, PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, 2019, 通讯作者
（22） 硅基光电子与微电子单片集成研究进展, Research progress on monolithic integration of silicon based optoelectronics with microelectronics, 微纳电子与智能制造, 2019, 第 1 作者
（23） Multi-channel silicon photonic receiver based on compact second-order microring resonators, OPTICS COMMUNICATIONS, 2019, 第 3 作者
（24） Processing Halide Perovskite Materials with Semiconductor Technology, ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES, 2019, 通讯作者
（25） Performance Enhancement of Graphene Photodetectors via In Situ Preparation of TiO2 on Graphene Channels, ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES, 2019, 通讯作者
（26） Low polarization-dependent-loss double-layer grating coupler for three-dimensional photonic integration, OPTICS COMMUNICATIONS, 2019, 第 4 作者
（27） 忆阻器类脑芯片与人工智能, Brain-like chips and artificial intelligence based on memristors, 微纳电子与智能制造, 2019, 第 7 作者
（28） Metal-Catalyst-Free Growth of Patterned Graphene on SiO2 Substrates by Annealing Plasma-Induced Cross-Linked Parylene for Optoelectronic Device Applications, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2019, 第 7 作者
（29） High-efficiency apodized bidirectional grating coupler for perfectly vertical coupling, OPTICS LETTERS, 2019, 第 6 作者
（30） Switchable broadband terahertz absorber/reflector enabled by hybrid graphene-gold metasurface, OPTICS EXPRESS, 2017, 第 3 作者
（31） Frequency conversion with nonlinear graphene photodetectors, NANOSCALE, 2017, 通讯作者
（32） A graphene based frequency quadrupler, SCIENTIFICREPORTS, 2017, 通讯作者
（33） Highly efficient vertical fiber interfacing grating coupler with bilayer anti-reflection cladding and backside metal mirror, OPTICS AND LASER TECHNOLOGY, 2017, 通讯作者
（34） Monolithic optoelectronic integrated broadband optical receiver with graphene photodetectors, NANOPHOTONICS, 2017, 通讯作者
（35） 可集成的硅基光互连技术研究, 2013 Annual Report on Investigation of Integratable Si-based Optical Interconnect Technology, 科技创新导报, 2016, 第 3 作者
（36） 高性能无源光电子材料与器件研究, Research on High-Performance Passive Optoelectronic Materials and Devices, 光电子, 2016, 第 5 作者
（37） Tuned polarity and enhanced optoelectronic performances of few-layer Nb0.125Re0.875Se2 flakes, APPLIED PHYSICS LETTERS, 2016, 通讯作者
（38） A Pure Frequency Tripler based on CVD Graphene, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2016, 通讯作者
（39） Integrated silicon photonic interconnect with surface-normal optical interface, OPTICS COMMUNICATIONS, 2016, 通讯作者
（40） Characterization of Graphene TFET for Subterahertz Oscillator, IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, 2016, 第 2 作者
（41） Graphene Field-Effect Transistor Current Source With Double Top-Gates and Double Feedback, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2015, 第 2 作者
（42） Misalignment-tolerant silicon optical modulator with surface-normal optical interface, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2015, 第 2 作者
（43） Progress in complementary metal–oxide–semiconductor silicon photonics and optoelectronic integrated circuits, JOURNAL OF SEMICONDUCTORS, 2015, 第 3 作者
（44） Optoelectronic Mixer Based on Graphene FET, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2015, 第 3 作者
（45） Thickness-dependent Raman spectra, transport properties and infrared photoresponse of few-layer black phosphorus, JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, 2015, 通讯作者
（46） Plasmon-Enhanced Emission From CMOS Compatible Si-LEDs With Gold Nanoparticles, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2015, 第 2 作者
（47） 200 Mb/s visible optical wireless transmission based on NRZ-OOK modulation of phosphorescent white LED and a pre-emphasis circuit, CHINESE OPTICS LETTERS, 2014, 第 5 作者
（48） High Bandwidth Visible Light Communications Based on a Post-Equalization Circuit, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2014, 第 3 作者
（49） Enhanced Fluorescence Emission from Silicon-Rich Nitride Guided Mode Resonance Gratings, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, 2014, 第 4 作者
（50） Reconfigurable and tunable bandpass microwave photonic filters using integrated optical signal processor based on silicon microrings, IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS GFP, 2013, 第 2 作者
（51） Vertical grating coupler-based silicon photonic devices and photonic integrated circuits on CMOS-compatible SOI platform, IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS GFP, 2013, 第 2 作者
（52） Monolithic Integrated Silicon Photonic Interconnect With Perfectly Vertical Coupling Optical Interface, PHOTONICS JOURNAL, IEEE, 2013, 第 2 作者
（53） Microwave photonic filter with reconfigurable and tunable bandpass response using integrated optical signal processor based on microring resonator, OPTICAL ENGINEERING, 2013, 第 2 作者
（54） Demonstration of quasi Mach-Zehnder optical modulator based on perfectly vertical fiber grating coupler, IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS GFP, 2013, 第 2 作者
（55） Bidirectional grating coupler based optical modulator for low-loss integration and low-cost fiber packaging, OPTICS EXPRESS, 2013, 第 2 作者
（56） Monolithic Integrated Silicon Photonic Interconnect With Perfectly Vertical Coupling Optical Interface, IEEE PHOTONICS JOURNAL, 2013, 通讯作者
（57） Microwave photonic filter with reconfigurable and tunable bandpass response using integrated optical signal processor based on microring resonator, MATERIALS, PHOTONIC DEVICES, AND SENSORS, 2013, 第 2 作者
（58） An 8-Channel Fully Differential Analog Front-End for Neural Recording, 2012 IEEE BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS CONFERENCE (BIOCAS): INTELLIGENT BIOMEDICAL ELECTRONICS AND SYSTEM FOR BETTER LIFE AND BETTER ENVIRONMENT, 2012, 第 5 作者
（59） A 630dpi dynamic LED display array in standard Si-based CMOS technology, SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES, 2012, 第 3 作者
（60） CMOS image sensor with optimal video sampling scheme, SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES, 2012, 第 5 作者
（61） A 630dpi dynamic LED display array in standard Si-based CMOS technology, A 630dpi dynamic LED display array in standard Si-based CMOS technology, 中国科学：信息科学（英文版）, 2012, 第 3 作者
（62） A low-noise fully-differential CMOS preamplifier for neural recording applications, SCIENCE CHINA. INFORMATION SCIENCE, 2012, 第 3 作者
（63） CMOS Monolithic Optoelectronic Integrated Circuits for on-chip Optical Interconnection, Optics Communications, 2011, 第 1 作者
（64） Implantable CMOS neuro-stimulus chip for visual prosthesis, Implantable CMOS neuro-stimulus chip for visual prosthesis, 中国科学：信息科学（英文版）, 2011, 第 3 作者
（65） Cmos monolithic optoelectronic integrated circuit for on-chip optical interconnection, OPTICS COMMUNICATIONS, 2011, 通讯作者
（66） Implantable cmos neuro-stimulus chip for visual prosthesis, SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES, 2011, 第 3 作者
（67） Schottky barrier light emitting diode in standard CMOS technology, GROUP IV PHOTONICS (GFP), 2011 8TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, 2011, 第 1 作者
（68） Temporal Differential CMOS Image Sensor for Low-Light and High-Speed Applications, INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PHOTOELECTRONIC DETECTION AND IMAGING 2011 - ADVANCES IN IMAGING DETECTORS AND APPLICATIONS, 2011, 
（69） 一种高灵敏度大动态范围读出电路, 中国集成电路, 2011, 第 2 作者
（70） Implantable CMOS neuro-stimulus chip for visual prosthesis, Implantable CMOS neuro-stimulus chip for visual prosthesis, 中国科学：信息科学（英文版）, 2011, 第 3 作者
（71） Multifunctional silicon-based light emitting device in standard complementary metal-oxide-semiconductor technology, CHINESE PHYSICS B, 2011, 第 2 作者
（72） A low-voltage silicon light emitting device in standard salicide cmos technology, CHINESE PHYSICS LETTERS, 2010, 第 2 作者
（73） A Low-Voltage Silicon Light Emitting Device in Standard Salicide CMOS Technology, A Low-Voltage Silicon Light Emitting Device in Standard Salicide CMOS Technology, 中国物理快报：英文版, 2010, 第 2 作者
（74） Low power CMOS preamplifier for neural recording applications, Low power CMOS preamplifier for neural recording applications, 半导体学报, 2010, 第 3 作者
（75） 1-Gb/s zero-pole cancellation CMOS transimpedance amplifier for Gigabit Ethernet applications, 1-Gb/s zero-pole cancellation CMOS transimpedance amplifier for Gigabit Ethernet applications, 半导体学报, 2009, 第 1 作者
（76） 高速CMOS光接收机与硅基光电子集成回路研究, 2009, 第 1 作者
（77） Implantable Microsystem for Wireless Neural Recording Applications, 2009 ICME INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPLEX MEDICAL ENGINEERING, 2009, 第 3 作者
（78） A 1Gb/s silicon photo-receiver in standard CMOS for 850-nm optical communication, 2007 INTERNATIONAL WORKSHOP ON ELECTRON DEVICES AND SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY, 2007, 
（79） Silicon Light Emitting Devices in CMOS Technology, Silicon Light Emitting Devices in CMOS Technology, CHINESE PHYSICS LETTERS, 2007, 第 5 作者
（80） Silicon light emitting device in CMOS technology, Silicon light emitting device in CMOS technology, OPTOELECTRONICS LETTERS, 2007, 
（81） A low power integrated CMOS transmitter for BCI system, 2007 INTERNATIONAL WORKSHOP ON ELECTRON DEVICES AND SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY, 2007, 
（82） Silicon Light Emitting Devices in CMOS Technology, Silicon Light Emitting Devices in CMOS Technology, 中国物理快报：英文版, 2007, 第 5 作者
（83） A High-Performance Silicon Electro-Optic Phase Modulator with a Triple MOS Capacitor, 半导体学报, 2006, 第 1 作者
（84） 与标准集成电路工艺兼容的硅基光学器件研究, 高技术通讯, 2006, 第 7 作者
（85） Multilevel weight optimization of photonic synapses based on slot-ridge waveguides with multi-block GST, OPTICS COMMUNICATIONS, 第 2 作者
（86） A novel paper-based colorimetric sensor using parylene C for Al (III) detection on a smartphone platform, MICROCHEMICAL JOURNAL, 通讯作者

（1） 石墨烯微电子与光电子器件, 华东理工大学出版社, 2020-07, 第 2 作者

   

（ 1 ） 植入式无线光接口海量神经信号传输芯片与系统研究, 负责人, 国家任务, 2012-01--2015-12
（ 2 ） 石墨烯与CMOS电路单片集成高速光接口芯片研究, 负责人, 国家任务, 2017-01--2020-12
（ 3 ） 与CMOS 兼容的无源光电子材料与器件研究, 负责人, 国家任务, 2016-07--2019-06
（ 4 ） 可见光无线传输技术体制与测试技术, 参与, 国家任务, 2013-01--2015-12
（ 5 ） 高灵敏度红外和氢气探测用纳米材料及器件研制, 参与, 国家任务, 2013-01--2015-12
（ 6 ） 可集成的硅基光互连技术研究, 参与, 国家任务, 2012-01--2015-12
（ 7 ） 宽光谱高响应度纳米结构探测器与CMOS电路集成, 负责人, 国家任务, 2018-05--2023-04
（ 8 ） 二维材料极化激元增强的室温高灵敏中红外光探测器制备和机理研究, 参与, 国家任务, 2020-01--2023-12
（ 9 ） 光电融合芯片设计开发, 负责人, 境内委托项目, 2021-03--2024-03

（1）3D Integration of photonics and electronics through CMOS backend process   Zan Zhang   2021-10-24
（2）Optoelectronic Mixers Based on Graphene Photodetectors   2019-07-23
（3）Monolithic integrated optical receiver based on graphene photodetector and CMOS trans-impedance amplifier circuit   7. Beiju Huang, Chuantong Cheng, Huan Zhang, Hengjie Zhang, Xurui Mao, Zhaoxin Gen and Hongda Chen   2019-07-17
（4）An Integrated Smart Temperature Control System for Microring Resonators   2018-07-09
（5）Novel RF devices and optoelectronic devices based on graphene   黄北举   2018-02-04

已指导学生

黄宇龙  硕士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

现指导学生

卢凯威  硕士研究生  085400-电子信息  

王子栋  硕士研究生  085400-电子信息  

崔雅婷  硕士研究生  085400-电子信息