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跨國團隊突破矽光子技術 開啟積體光路世代

最新更新:2020/09/08 15:16

(中央社記者蘇思云台北8日電)科技部支持下,國內學界成立跨國、跨領域團隊,發現奈米矽的超大光學非線性。未來有機會發展「用光控制光」的技術與元件,提高資料處理與傳輸速度,並開啟台灣「積體光路」世代。

台灣半導體及晶片設計位居產業領先地位,主要以自然界含量第二多的矽元素,製作出先進積體奈米電路製程。不過,矽材料面臨尺寸與電路傳輸速度的極限,因此,全球都在致力進行「矽光子學」研究,把技術從「用電控制電」改為「用光控制光」,達到更高頻寬,也讓資料傳輸更快。

台灣大學物理系教授暨分子影像中心副主任朱士維表示,團隊研究發現,利用矽奈米結構的特殊電磁共振模態,可以組成完整可見光光譜的奈米方塊,或是用光去關掉某些光。這項突破可以把矽的光學非線性效應提升1000到1萬倍,反應時間只要奈秒等級。

另外,團隊運用這項技術,也發現可以做出精度高達40奈米的遠場光學超解析顯微影像,看到很細的奈米結構;這些突破也刊登在自然科學頂尖期刊「自然通訊(Nature Communications)」上。

朱士維表示,1940年代電晶體的發展開啟電腦計算功能,隨著技術進展,現在可以做出很微小的晶片放在手機、電腦中,但主要還是用電的訊號驅動,這次研究則發現,可以改為用光的訊號來控制,並應用在矽這項材料上,就有機會大量生產、廣泛應用,未來發展不可估量。

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朱士維表示,目前光控制光的技術還在很早期的研究階段,但長遠來看,光有潛力大幅提高資料處理與傳輸速度。人們耳熟能詳的「積體電路」一詞,未來有機會發展成「積體光路」。

在科技部長期支持下,朱士維成立國際合作團隊,結合日本大阪大學光子學中心教授高原淳一(Junichi Takahara)、藤田克昌(Katsumasa Fujita),中國暨南大學教授李向平團隊,與中研院物理所博士林宮玄、台大凝態中心副研究員張之威、交通大學影像與生醫光電研究所副教授陳國平共同合作。(編輯:張均懋)1090908

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