1.中国科学院研究提出紧凑型太赫兹三光梳光源实现方案

2.中国科学技术大学在水陆两栖紫外光电器件领域取得重要进展

3.国家重点研发计划“碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究”项目启动会暨实施方案论证会在北京大学举行

4.北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心在IEEE ISPSD发表2项宽禁带半导体功率器件重要技术进展

5.中国科大研制可见光波段矢量光谱分析仪

1.中国科学院研究提出紧凑型太赫兹三光梳光源实现方案

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员黎华团队与华东师范大学教授曾和平团队合作，在太赫兹（THz）三光梳光源研究方面取得进展。该研究提出了紧凑型太赫兹三光梳光源的实现方案，构建了由三个太赫兹量子级联激光器（QCL）组成的三光梳系统，提升了信息获取能力与测量精度。研究采用片上集成的双光梳（Comb-1和Comb-2）与独立单光梳器件（Comb-3）相结合的三光梳架构，在实现样品探测功能的同时提升了系统的热稳定性。研究显示，通过自探测技术，可获得任意两组光频梳多外差混频产生的三光梳信号。

该团队采用三维和二维有限元仿真方法，研究了三光梳间的耦合机制。三维模拟仿真显示，对于单面金属波导THz QCL光频梳来说，光场有很大部分存在于衬底中，因此Comb-1和Comb-2通过衬底实现有效耦合。针对Comb-1（或Comb-2）与Comb-3的耦合，由于器件纳米级尺寸与厘米级间距的尺度不匹配，研究采用二维有限元仿真证实其主要通过自由空间实现耦合。实验结果表明，该系统可产生信噪比超过30 dB的稳定三光梳信号，具有11个梳齿模式。该太赫兹三光梳系统展现了灵活的光谱获取能力：当Comb-3作为快速探测器时，可同步获取Dual-Comb 13和Dual-Comb 23射频谱；当Comb-2作为探测器时，可获得Dual-Comb 12和Dual-Comb 23射频谱。相位噪声谱分析证实，这一系统具有良好的稳定性。

上述研究为太赫兹光谱学和精密测量等领域提供了高性能光源解决方案，并为太赫兹多光梳技术的进一步发展奠定了基础。

7月29日，相关研究成果在线发表在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上。研究工作得到国家自然科学基金、科技创新-2030重大项目、中国科学院相关项目等的支持。

太赫兹三光梳系统示意图及有限元模拟仿真

(中国科学院)

2.中国科学技术大学在水陆两栖紫外光电器件领域取得重要进展

可穿戴光电系统通常结合微型化、便携式光电传感器使用，能够贴合人体表面，实现健康监测与环境防护。然而，要开发结构简单、适应复杂工况（如水陆交替环境）且具备高灵敏度与长期稳定性的先进传感器，仍面临诸多困难和挑战。近期，中国科学技术大学教授孙海定iGaN Lab课题组受两栖生物对光的感知与适应机制启发，提出一种无需封装、可在水下和陆地稳定工作的水陆两用自供电紫外光电化学传感器。基于此，研究团队搭建了全天候滨水环境紫外监测系统，可在不同天气条件下实现连续、可靠的两栖紫外监测。该研究为面向复杂环境的可穿戴光传感器提供了全新思路，并推动了高性能、多功能的水陆两用光电系统的发展。该研究成果以“A Quasi Solid-State Hydrogel/InGaN Nanorod Heterostructure-Enabled Amphibious Sensor for Stable and Cross-Medium Optical Sensing and Monitoring”为题，发表于国际知名期刊《ACS Nano》，并入选期刊封面论文。

图1. 本文ACS Nano期刊封面

在可穿戴健康监测和环境感知领域，光电传感器因其非侵入性、高灵敏度和便携性，正成为关键技术之一。然而，传统固态传感器在湿润、水下等极端环境中往往面临封装复杂、柔性差和性能下降等挑战。近年来，光电化学（PEC）器件凭借其水环境兼容性和自供能特性，为构建下一代柔性、环境自适应传感系统提供了全新思路。尽管PEC设备无需传统防水封装，即可在水中运行，但其液态结构的柔性和稳定性仍是亟待解决的问题。因此，开发具备高稳定性、环境适应性的新型PEC传感器架构，将为穿戴式光电子系统在极端条件下的实时监测和智能响应打开新局面。

有趣的是，生活在海岸潮间带的招潮蟹，进化出独特的“两栖紫外感知”机制—它们的复眼内含对紫外线高度敏感的视锥细胞，可实时监测空气与水中紫外线强度梯度（图1a）。受此启发，本工作采用铟镓氮纳米线为光敏单元（图1c），开发了一种基于水凝胶/铟镓氮纳米线异质结构的水陆两栖紫外传感器（图1b）。通过调控铟镓氮纳米线的带隙，器件在280-420 nm波段内表现出强烈光响应，而在420 nm以上几乎无响应，实现了对太阳光中有害紫外波段（280-420 nm）的高选择性检测（图2b）。进一步，在纳米线表面引入碳层钝化，有效钝化了纳米线表面态，使器件在385 nm波长下表现出优异的光传感性能（图1d），包括高响应率（130.7 mA/W）和快速响应速度（<10 ms）。更重要的是，器件展现出突出的“水陆两栖”紫外检测性能--在无任何封装的情况下，器件可直接在水下工作，且在空气与水下环境中均保持稳定且一致的光响应特性（图1e和f），体现出良好的环境适应性和实用潜力。

图1. 水凝胶/InGaN纳米线异质结水陆两栖光传感器的设计以及其水陆两栖光电性能的表征

在此基础上，该团队构建了一个水陆两用的紫外监测系统，实现了对不同天气条件下环境紫外强度的实时监测，包括晴天、阴天、多云及雨天。值得注意的是，即便在阴天，系统仍可检测到超过1  mW/cm²的紫外辐射，提示公众“阴天亦需防晒”。此外，系统还实现了从06:00至18:00的全天候UV强度连续监测，结果显示12-14点为紫外暴露高峰期，且水下紫外强度在此时段甚至可与陆地持平，为海边活动人群的紫外防护提供了重要的科学参考。

图2. 水陆两栖紫外线辐射监测系统的应用演示

此项研究工作得到国家自然科学基金项目、中国科大微电子学院、中国科大微纳研究与制造中心和理化科学实验中心的支持。该研究联合武汉大学刘胜院士团队的东芳副研究员和梁康教授共同完成，我院孙海定教授和武汉大学东芳副研究员为论文通讯作者。我院博士研究生陈炜和硕士研究生李阳为论文的共同第一作者。(中国科学技术大学)

3.国家重点研发计划“碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究”项目启动会暨实施方案论证会在北京大学举行

2025年7月15日，国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项“碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究”项目启动会暨实施方案论证会在北京大学中关新园会议中心顺利举行。项目由北京大学牵头，北京航空航天大学、桂林电子科技大学联合承担，项目负责人为北京大学电子学院刘洪刚研究员。

项目专家组中国科学院化学研究所刘云圻院士、北京大学彭练矛院士、南京大学陆延青教授、清华大学钱鹤教授、中国科学院微电子研究所李泠研究员、复旦大学刘琦教授、北京邮电大学吴永乐教授、中国科学院物理研究所刘华平研究员，国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心专项主管沙锐，项目牵头单位北京大学科研部重大项目办公室廖日坤主任、北京大学碳基电子学研究中心副主任张志勇教授，以及项目主要骨干成员共30余人参加了本次线上线下会议。会议由项目负责人刘洪刚主持。

廖日坤代表北京大学科研部致辞，向与会嘉宾表示热烈欢迎，并对各方长期以来对北大科研工作的大力支持和帮助致以衷心感谢。沙锐代表高技术研究发展中心对项目组织管理、项目结题验收、实施方案论证提出了明确要求。张志勇介绍了北京大学电子学院在碳基电子学领域的学科布局与平台建设方面取得的成绩，希望项目团队齐心协力，实现关键技术突破，确保项目高质量、按期完成。

项目负责人刘洪刚、课题负责人刘旸、姚现勋围绕项目实施方案，对碳纳米管太赫兹芯片面临的技术挑战、技术方案与研究内容、课题分解与关键节点、实施计划与组织管理、成果指标及评测方法等内容作了详细汇报。专家组经充分论证，一致认可项目技术路线和实施方案，希望项目团队以重大需求为导向，聚焦碳基纳米电子学的关键科学问题，做好项目的技术攻关和实施工作，引领新一代碳基集成电路技术的发展。

(PKU电子学人)

4.北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心在IEEE ISPSD发表2项宽禁带半导体功率器件重要技术进展

近日，功率半导体器件领域的顶级会议IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD) 在日本熊本市举行。北京大学集成电路学院两篇高水平论文入选，向国际功率器件与功率集成电路领域的同行展示了北京大学最新的研究成果。这两篇论文内容涉及GaN CMOS集成技术、SiC MOSFET可靠性物理研究。论文详情如下：

1.高性能GaN CMOS集成技术

GaN CMOS逻辑电路是提升GaN功率芯片高频特性的重要技术环节。然而，当前GaN p沟道场效应管 (p-FET) 的低电流密度问题限制了该技术的发展。针对这一问题，当前多数研究聚焦于器件沟道区域的优化，然而，p-FET低电流密度问题仍未得到有效解决。

北京大学魏进团队研究发现源极电阻对电流密度具有重要的影响。首先，研究团队通过TCAD仿真发现源极电阻降低器件沟道处的有效栅压，从而降低器件电流密度和增大器件的沟道电阻。为优化器件源极电阻从而提升电学性能，该团队通过在器件接入区域插入一层Al0.7Ga0.3N，利用电离增强的方案有效降低器件的源极电阻。器件测试结果验证了通过源极电阻工程可有效提升GaN p-FET电流密度，测试数据处于国际先进水平。相关成果以Engineering Extrinsic Resistance of E-Mode GaN p-FET towards Enhanced Current Density为题，发表于2025年国际功率半导体器件与集成电路研讨会 (ISPSD), 文章第一作者是北京大学集成电路学院博士研究生段嘉霖，通讯作者是魏进研究员。

2. 一种SiC MOSFET阈值电压负漂移新机制研究

目前，SiC功率器件已在商业领域取得重大成功，但受限于当前的氧化工艺导致的较高界面陷阱，以及SiC/SiO₂界面较小的带隙差，使得阈值电压Vth不稳定性成为SiC MOSFET的一个突出难题。在同步整流等实际应用场景中，续流二极管是必不可少的元件。一方面，相比反并联肖特基势垒二极管 (SBD)，SiC MOSFET内置的体二极管凭借其更高的成本效益展现出显著优势。另一方面，为了抑制SiC MOSFET误开启现象，常使用负的栅极电压将器件关断。北京大学魏进研究员团队通过深入研究首次发现，在体二极管导通状态下施加负的栅极电压关断器件时，会引发显著的阈值电压负漂移现象。

针对这一重要发现，研究团队创新性地提出了一种全新的物理机制：当体二极管导通时，p-well区会向JFET区注入大量空穴；在反向恢复过程中，这些空穴在漏极电场作用下加速流向源极，其中部分空穴被加在栅极上的负压吸引，通过轰击栅氧，在栅氧化层中积累固定的净正电荷，导致阈值电压漂移。该物理机制首次系统揭示了负栅偏压诱导的阈值电压不稳定性与体二极管导通的关联性。该研究以Negative Gate Bias Induced Vth Instability in SiC MOSFET: Role of Body Diode Conduction为题，发表于2025年国际功率半导体器件与集成电路研讨会ISPSD。文章的共同第一作者为北京大学/北京工业大学联合培养硕士生王珮瑄和北京大学博士生劳云鸿，通讯作者为魏进研究员。

(北京大学集成电路学院)

5.中国科大研制可见光波段矢量光谱分析仪

近日，中国科学技术大学刘骏秋团队与合作者在集成光学领域取得重要进展，成功研制出一种新型可见光矢量光谱分析仪。该仪器首次实现对可见光波段集成光学器件的高精度、宽带宽、矢量化光谱测量。相关成果以“A hyperfine-transition-referenced vector spectrum analyzer for visible-light integrated photonics”为题发表于国际知名学术期刊《自然·通讯》。

可见光作为人类视觉感知的主要波段，自文明起源以来一直在科学探索和技术发展中扮演着核心角色。在当前，增强现实/虚拟现实（AR/VR）、生物传感、原子分子物理等前沿领域，对可见光的精密操控与测量提出了前所未有的高要求。特别是在光学原子钟研究中，许多关键跃迁频率位于可见光范围，对这些频率的高精度测量不仅有助于推动基础物理研究的突破，也正深刻变革现代定位与导航系统。

图1：可见光到近红外波段的集成光学应用

近年来，随着可见光集成光学技术的快速发展，具备微型化、轻量化和低功耗优势的芯片级光学原子钟成为研究热点，有望推动高精度频率计量技术在更广泛场景中的落地应用。然而，实现对这类芯片级器件的高效表征仍面临巨大挑战，其中最大的瓶颈在于缺乏兼顾宽光谱带宽与高频谱分辨率的测量技术与仪器。

针对这一关键难题，研究团队创新设计并研制出新型矢量光谱分析仪，具备518–541nm及766–795 nm的宽光谱覆盖范围，频率分辨率达到161kHz。该系统基于外腔半导体激光器，结合宽带啁啾周期极化铌酸锂波导实现倍频，实现高功率、窄线宽、无跳模的可见光连续可调谐激光输出。同时，系统引入碱金属原子和碘分子的超精细结构作为频率基准，实现了MHz级别的高精度频率标定。

该仪器不仅填补了可见光集成器件在宽带矢量光谱测量方面的技术空白，还率先实现了多项关键应用。例如，研究团队借助该系统首次完成了从近红外到可见光的微腔跨倍频程色散特性测量，精确表征了色散波的位置，对片上跨倍频程光频梳、超连续谱和非线性频率转换等应用中关键的相位匹配设计具有重要意义。此外，该仪器还可解析传统光谱仪难以分辨的低重复频率光频梳结构，其频率分辨率为3MHz，能够满足高精度光通信、微波频率合成和激光稳频等先进系统的测量需求。

图2：跨倍频程微腔色散测量

本项研究成果不仅展示了目前在可见光波段最先进的矢量光谱测量能力，也为芯片级光学原子钟的实现提供了关键支撑。在全球对高精度、低功耗、便于部署的时间频率基准需求日益增长的背景下，特别是在空间导航、地球测绘、量子精密测量等战略领域，基于光芯片的原子钟方案正受到广泛关注。该成果提供了构建此类系统所需的“测量之眼”，有望显著提升集成光学器件的设计效率、测试可靠性与工程化水平。

中国科学技术大学光学与光学工程系博士生石宝奇、济南量子技术研究院副研究员郑名扬为论文的共同第一作者。合肥国家实验室刘骏秋研究员为论文的通讯作者。主要合作者还包括中国科学技术大学张强教授、王安廷副教授，中国科学院苏州纳米所梁伟研究员。该工作得到了科技部2030、基金委、广东省和深圳市的大力支持。(中国科学技术大学)