当前位置:首页 >  河南省

小小芯片,20秒净化污水成饮用水!南邮新技术入选2019南京重大原创成果

发布时间:2020-10-04

 

我们身边的可见光,也可以传递信息和能量。南京邮电大学王永进教授致力于光子信息技术的研究,在国际上率先发现量子阱二极管发光探测共存现象,首次研制出同质集成光电子芯片和同时照明探测芯片;提出亚波长理想LED模型,研制出世界上最薄的LED,并完成产线中试,为我国突破硅基电子信息时代的国外技术壁垒下了一招先手棋。在近日发布的2019南京重大原创成果上,该技术榜上有名。

南邮三牌楼校区科研大楼12楼是王永进的实验室,一位学生拿着两只可见光通信手电筒给记者演示。音乐信息被加载到手电筒发出的照明光上,另外一只手电筒在接收到其光线的同时,也能接收并解调出其携带的音频信息,播放出同样的音乐。

“这就是利用光进行信息传递,有了这个便携式光通信手电筒,潜水员们再也不用仅仅靠手势传递信息了。”王永进介绍,在当今电子信息时代,处理器与存储器之间通过金属纳米线连接,信息通过电子得以完成芯片内的传输,“这样的传输方式会产生较大的热效应,速率和容量都会因此受到限制,不容易做到同一片芯片上(同质集成)。”王永进解释,光发射、传输、调制、接收和驱动器件采用兼容工艺制作同一块芯片上,实现“同质集成”的信息系统是芯片界的一个世界性难题。

“反者道之动,弱者道之用”。受我们传统哲学思想的启发,王永进在实验中发现,量子阱二极管发光谱和探测响应谱存在重叠区。类似于法拉第电磁感应现象,量子阱二极管发光的同时可以探测光,出现发光探测共存的物理现象。根据这一发现,他带领团队研发出可见光通信芯片、光互联芯片、类脑芯片、物联网芯片等不同种类的芯片,将多个量子阱二极管器件制备在同一块芯片上,能实现多功能的信息处理系统。他们还首次获得了世界上最薄的可转移同质集成紫外光电子芯片,大大拓展了芯片的应用潜力。

记者在实验室看到,他们研发出的深紫外光电子芯片,开启这小小的芯片照射水,20-40秒就可以完成水净化消毒等一系列复杂程序;手机里仅需要安装一块集能源、传感、照明和通信于一体的多功能同质集成光电子芯片,屏幕就能承担摄像等功能,手机还能实现自充电、感知和通信等。

王永进说,目前,国内的硅基芯片在高端硬件设计和制造方面与国际顶尖水平存在差距,在原始技术创新上,美国拥有“卡脖子”式的优势。“未来5到10年,我们或许会迎来光电子信息时代,物理认识的突破加上自主提出的器件模型,将会让中国在光电子信息时代占据更多主动,这将是由中国掌握核心技术的时代。”

通讯员 张前

南报融媒体记者 谈洁