Gazettabyte专访硅光子之父Richard Soref教授：硅光子的前途

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7/5/2016, Gazettabyte 6月17日博文专访硅光子技术之父，Richard Soref教授。Soref教授已经年近80，如今在美国波士顿的麻省大学工作。在光子科研领域，他有着近50年的丰富经验，研究领域涉及硅光子，中红外激光器，IV族光子，还在液晶显示和电光开关领域研究过五年。此前他还在美国空军实验室工作27年，在MIT林肯实验室的Sperry研究中心工作过。
之所以被称为硅光子之父，是因为Sorey教授在1980年代的开创性工作。1985年，他开创性地利用基于掺杂硅衬底上的非掺杂硅波导进行自由载流子的电调制效应实验，这一研究奠定了今天硅光器件的物理基础。Soref教授和助手Brian Bennett的文章至今一共获得了1800多次引用。第二年Soref教授又率先建议了应用使用至今的SOI材料。SOI材料具有很好的纤芯包层折射率差，可以实现很低的损耗，后来被许多学者用来制作硅光波导。回忆为什么对硅光波导感兴趣，Soref教授说，一方面固然是希望利用成熟的硅芯片工艺，一方面也是他个人对材料科学的浓厚兴趣。他说：“我是个科学家，我一直对材料世界着迷。”
近年来，Soref教授的工作更多偏向SiGeSn锗硅锡材料和碳化硅材料，这些所谓IV族材料有望用在未来的单品集成硅芯片中。发现这些新的合金，研究这些合金的性能，就是他最近工作的方向之一。举例来说，锗硅锡材料具有直接带隙特性，可以实现对带隙和晶格参数的独立控制，可以用于制作发光器件。将锡材料加到合金中可以让材料的工作波长向1.5微米-5微米的范围延伸。这些中红外波长不仅在通信，而且在传感上大有用处，可以应用到化学，生物，医疗和环境监测等场合，以后可以集成到智能手机中，未来的物联网设备中。传感将是IV材料一个最重要的应用场合。不仅如此，Soref教授还通过掺杂氮化物争取向紫外和可见光波长发展。
对于硅光技术和产业的发展，Soref教授欢迎美国政府投资6.1亿美元的AIM项目，他指出300mm晶圆的应用，发展工艺库，完善量产所需的器件都是硅光当前发展的关键。不过，他指出，硅光的学术领域仍然大有作为。硅光研发的前沿在传感和微波光子学。基于硅光的PIC或者OEIC芯片可以应用到5GHz到90GHz的微波领域。这些都可以用到智能手机和物联网中。此外，量子光子学领域，量子计算机，量子加密等也是硅光器件的应用方向。