量子院第四十九期“工程师技术沙龙”举办

2026/09/10

2026年8月27日下午,量子院第四十九期“工程师技术沙龙”活动在量子院526报告厅如期举办。本期沙龙由7名工程师呈现了精彩的技术报告,分别在磁光及自旋电子器件开发、量子并行调度、硅通孔技术、量子级联激光器、InAs/InP体系中通讯波段单光子源、PECVD、MBE异质结的制备等主题方向展开讨论和经验分享。本期沙龙活动吸引了院内外众多科研人员、博士后、工程师到场交流。

本期沙龙量子院7位工程师作的精彩报告分别是:

王书礼的报告《新颖CrBr3/MoTe2/CrBr3量子阱激子性质的磁光谱学探究》介绍了为突破传统硅基极限,开发下一代光电子与自旋电子学器件,团队利用机械剥离与干法转移技术制备CrBr3/MoTe2/CrBr3样品,并采用自主搭建的偏振依赖低温磁光系统进行表征,得到零磁场2K下,量子阱材料相较于单层MoTe2出现约10meV的能量蓝移;外加磁场下谷简并度解除,产生增强的谷塞曼效应的实验结果。增强效果等效于外加了约5T的磁场,提出了源于磁性势垒层CrBr3产生的磁近邻相互作用的观点。工程师通过严谨细致的研究,系统揭示了二维磁性异质结中激子与磁性相互作用的物理机制,为开发新型磁光及自旋电子器件提供了重要的实验依据。

杨卜的报告《NISQ时代量子并行调度:从电路并行到量子资源协同优化》针对NISQ时代量子并行调度中多任务共置导致串扰与保真度下降的问题,提出了采用TetriQ算法,通过形状感知的布局编译、基于束搜索的物理映射与Slot调度,利用SRB引导在门级错开严重重叠门三个步骤。结果表明与QuMC和HyperQ相比,TetriQ在保真度下降可接受的范围内,吞吐量提升2-5倍,且在任务碎片化程度加剧时,仍能保持高且稳定的吞吐量。工程师以严密务实的科研作风,为大规模量子计算系统的并行调度优化与实际应用奠定了坚实基础。

李美玲的报告《硅通孔技术在超导量子芯片中的应用》介绍了硅通孔(TSV)技术在NISQ时代超导量子芯片多层堆叠集成中的关键作用。为解决传统平面扩展受限及串扰问题,TSV需采用高深宽比(>10)的超导材料(如TiN、Al)填充,工艺挑战极大。工程师所在团队对比了荷兰沙漏型铝膜、芬兰TiN-Ta等国际进展,并通过改用A7临时键合胶、优化光刻参数及版图设计,成功解决了孔边缘无胶、气泡及刻蚀不彻底等缺陷;最终制备出直径30μm、深度300μm且内部均匀填充TiN的硅通孔,测得超导转变温度为2.59K,并初步探究了退火温度对Tc的影响,且已申请专利。工程师攻克了高深宽比TSV填充及图形化工艺难题,为超导量子芯片的三维集成制造提供了可靠的工程实践基础和实验依据。

朱怡璇的报告《量子级联激光器及其应用》介绍了针对QCL体积大、受欧美出口禁运的现实痛点,团队基于InP/InGaAs材料体系,通过能带工程与片上集成技术,实现了单管45cm-1的宽调谐、5.1W及8.2W的高功率单模输出,并国际首创自探测双梳光谱系统(线宽<10kHz)及高亮度太赫兹光源,大幅推进了器件的小型化与国产化进程,在无创血糖检测、毒品爆炸物检测及光电对抗等领域展现出重大应用前景。工程师攻克了片上调谐、高功率合成等关键工艺瓶颈,为打破国外高端中红外光源技术垄断、推动国产化工程应用提供了坚实的核心技术支撑。

刘丽的报告《InAs/InP体系中通讯波段单光子源的研究》介绍在InP衬底上通过三阶段迭代生长实现了覆盖O-L全通信波段的量子点材料,结合电子束曝光与干法刻蚀工艺完成了环形微腔(CBG)的集成制备。团队自主搭建了包含低温冷台、脉冲/连续激光器、高分辨光谱仪及超导纳米线探测器的综合光学测试平台。实验结果初步揭示了量子点直接与间接级联光子发射的物理机制,相关论文已发表于《ACS Photonics》,为高速量子通信器件的研究奠定了重要基础。工程师以攻坚克难、求真务实的工匠精神,为高速量子通信器件研究奠定了实验基础。

吴海华的报告《等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备的介绍及应用》介绍了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备。针对传统CVD依赖600℃以上高温导致衬底受限和器件兼容性差的问题,PECVD利用等离子体激活反应气体,实现了200-400℃的低温高质量薄膜沉积。报告分享了设备系统构成与工艺流程,直面国际巨头垄断、高端设备“卡脖子”的行业现状,系统讲解了无法起辉、成膜质量差、沉积速率低等常见故障的排查方案。同时展示了其作为芯片制造基石(ILD、钝化层、硬掩模)及太阳能电池核心工艺(HJT、减反层)的广泛应用。工程师以精益求精的工匠精神和严谨细致的工程化能力,为攻克国产高端薄膜沉积设备工艺瓶颈、推动半导体制造装备自主可控提供了坚实的工程支撑。   

汪琴的报告《MBE异质结的制备》介绍了利用超高真空分子束外延(MBE)技术,结合原位反射式高能电子衍射(RHEED)成功制备了高质量的Bi2Te3/FeTe及FeTe/Bi2Te3异质结薄膜。RHEED监测与XRD表征确保了晶格的匹配与结构的完整。实验结果验证了异质结的堆叠顺序对界面耦合强度具有决定性影响:当Bi2Te3生长在FeTe上时,界面表现出强烈的近邻诱导超导效应;反之,FeTe覆盖在Bi2Te3上则呈现全温区金属性。工程师以严谨求实的科研精神和不畏困难的工匠精神,为相关功能器件的开发提供了重要的实验依据。

经现场评分,汪琴的报告《MBE异质结的制备》获评本期优秀技术报告。该报告提出的基于原位RHEED监测及堆叠顺序调控的制备与表征策略,揭示了拓扑/磁性异质结界面的调控机理,数据翔实、条理分明,获得评委一致认可。