2024-10-17
各学院(部)：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“基于相变和增益材料的新型可调控光子芯片”新工科毕业设计项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景、目的及意义
目前半导体微加工工艺已经逐渐接近摩尔定律的物理极限，半导体的加工工艺的“ 瓶颈” 越来越明显；同时冯· 诺伊曼架构中处理器在执行命令时需要在存储单位读取数据而产生的延时以及大量的功耗浪费，也会导致运算速度的提升出现“ 瓶颈”。针对上述摩尔定律的困境以及冯· 诺伊曼架构 “ 内存墙” 问题，本项目拟开展新型光子器件与集成系统的设计，这不仅可以满足后摩尔时代算力的需求，也是解决我国被西方“卡脖子”问题的重要研究方向之一。
二、项目已具备的条件
指导老师以及团队在材料制备，器件与集成系统的设计和测试等方面具有充分的研究基础和实验条件。团队承建了天津大学的校级交叉学科平台“集成光电子器件平台”，目前建有超过1200平方米的超净间，其中百级间约80平方米，千级间约355平方米，万级间约287平方米，包括薄膜生长、纳米加工、成像表征和封装测试的一整套专注于芯片集成光电子工艺的国际先进设备，可为本项目提供强有力的硬件支撑。
三、项目期限与目标
项目期限：项目周期为半年，2025年5月本科生毕业答辩之前完成项目
项目目标：1、基于相变材料完成新型光子器件的设计与仿真，主要包括：新型相变材料薄膜的制备，新型相变材料薄膜基本光学参数的表征，新型神经形态计算光子器件的设计与仿真等；
2、基于增益材料完成新型光子器件的设计、仿真和测试，主要包括：新型掺杂增益材料薄膜的制备，新型掺杂增益材料薄膜基本光学参数的表征，新型放大光子器件的设计、加工和测试等。
四、项目主要方向及任务
1、 新型相变材料的制备与表征：根据新型神经形态计算光子计算器件的要求，探索和优化相变材料的性质，主要针对材料的光学性质；随后完成新型相变材料的制备和基本性质表征，并进行材料性能优化的简单讨论。
2、 新型光子计算器件的设计与仿真：根据神经形态计算器件的基本要求，基于相变材料运用FDTD方法完成光子计算器件的设计与性能仿真，并进行器件性能的进一步优化和探讨。
3、 新型掺杂增益材料的制备与表征：根据新型放大光子器件的要求，探索和优化增益材料的的理论仿真模型；随后完成新型增益材料的制备和基本光学性质表征，并进行材料性能优化的简单讨论。
4、 新型放大光子器件的设计与仿真：根据芯片集成的光放大器件的基本要求，基于新型掺杂增益材料运用解析模型和数值模拟完成放大器件的设计与性能优化，并对器件进行加工和测试，根据测试结果对器件性能进一步优化和探讨。
五、招募要求：
拟招募选题学生的专业：光学工程、集成电路设计与集成系统。
六、报名及联系方式：
相关课题细节以及其他未尽事宜请咨询项目组联系人：于和善，联系方式：heshanyu@tju.edu.cn
欢迎各位同学踊跃报名，期待你的加入！
新工科毕设工作组
2024年10月17日