硅光电子学（Silicon Photonics）是以硅为工作介质/器件基底的光电子学，这一领域发展迅速，在数字通信、图像传感等领域应用广阔。

硅-锗-锡类新型Ⅳ族半导体材料具备优越的红外光电子与微电子学性质，且易于在硅衬底上生长集成，是硅光电子学、红外光电子学、微电子学等领域极具潜力的发展方向。锗的直接带隙为0.8 eV, 对应吸收截止波长为1550 nm，可以覆盖大部分红外通信频带。在锗中掺入锡形成锗锡合金，材料的带隙会减小，含有2%以上锡的锗锡合金即可覆盖所有红外通信频带。在含锡9%以上时，锗锡合金变为直接带隙半导体材料，在红外激光器方向有广阔发展前景。随着锡含量继续增加(>14%)，其吸收波长进入中红外光区(>3μm)，从而具备更多领域内的应用潜力，但材料的合成难度也相应地大为增加。目前国际上常见的此类材料合成方法有分子束外延(MBE)和化学气相沉积(CVD)两种。

    我们的研究利用化学气相沉积方法，使用新一代高活性气体源，在硅、锗等衬底上外延生长新型硅-锗-锡类IV族半导体材料（如Ge、GeSi、GeSn、GeSiSn等）的高质量单晶薄膜，研制红外光电子器件，并以此为基础研究半导体物理领域的重要问题，如能带结构、掺杂效应、晶格常数等等。

（图一：纯锗的能带结构图，其直接带隙为0.8eV,间接带隙为0.67eV

（图二：含锡2%的锗锡合金光传感器即可覆盖所有红外通信频带）

                                               

（图三：使用多种高活性气体源生长硅-锗-锡合金薄膜示意图）

              

（图四：生长出的高质量材料，制作的光电子器件与其性能展示）

      中国科学院半导体研究所光电子研究发展中心M组，由半导体所副所长、国家杰出青年基金获得者薛春来研究员领衔，目前组内共有研究员、博士生导师3人（薛春来、徐驰、赵超）、研究员、硕士生导师1人（丛慧）、助理研究员1人（韩东），博士后1人，研究生15人。

      我们聚焦IV族新型半导体材料与光电子器件的研发及相关的半导体物理问题，并努力在系统集成及光电融合方向实现突破。实验室设备先进，经费充足，组内气氛融洽。研究生生活补助略高于单位平均水平，且每年年末会基于每人的实际贡献发放绩效奖励（发表论文、申请专利、维修设备、解决各种难题等均可计算在内）。欢迎相关专业有兴趣的同学们联系报考。（相关专业包括：物理、电子、微电子、材料、集成电路、无机化学、光学、光电子，等等）

      我们拥有新装修完成投入使用的千级材料生长洁净间、万级材料与器件表征洁净间，超高真空化学气相沉积系统、高精度X射线衍射仪、光子芯片智能耦合封测系统、傅里叶红外光谱仪等，实验条件优越。

0805Z2-半导体材料与器件

IV族半导体材料
半导体器件
半导体物理

2008-08--2013-12   亚利桑那州立大学   理学博士
2004-09--2008-07   北京大学   理学学士

   

2022-02~现在, 中国科学院半导体研究所, 研究员
2021-05~2022-01,中国科学院半导体研究所, 副研究员
2019-10~2020-12,亚利桑那州立大学, 助理研究教授
2015-09~2019-10,亚利桑那州立大学, 助理研究科学家
2014-03~2015-09,亚利桑那州立大学, 博士后研究员

现指导学生

常希燕  硕士研究生  0805Z2-半导体材料与器件  

吴正杰  硕士研究生  085600-材料与化工