傳統(tǒng)的微波鏈路由獨(dú)立的微波器件組成，這些微波器件的硬件結(jié)構(gòu)是不可改變的，其功能長(zhǎng)期以來(lái)也認(rèn)為是不可改變的，這意味著傳統(tǒng)的微波鏈路的功能不能進(jìn)行重新定義。為滿(mǎn)足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，通常需要設(shè)計(jì)多套微波鏈路。如果能根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)應(yīng)用需求，實(shí)時(shí)調(diào)整微波硬件的功能，實(shí)現(xiàn)器件功能層面的重新定義，便能對(duì)微波鏈路進(jìn)行重構(gòu)，從而顯著提高微波硬件的復(fù)用率，減少所需微波器件的數(shù)量，達(dá)到多場(chǎng)景應(yīng)用、小型化與輕量化的要求。

 

本研究成果展示了一種基于熱致相變二氧化釩（VO2）薄膜，微波功能可重定義的2×2陣列器件。在本工作中，VO2薄膜的電導(dǎo)率可實(shí)現(xiàn)1000倍的變化，通過(guò)熱控制VO2微帶線(xiàn)開(kāi)關(guān)的相變，進(jìn)而調(diào)節(jié)電流通斷。此外，部分使用VO2薄膜的矩形銅貼片則可以靈活地進(jìn)行結(jié)構(gòu)重新配置，控制電流分布的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)陣列、頻率可重構(gòu)帶通濾波器，以及可重構(gòu)天線(xiàn)和濾波器組合性能的混合器件。與傳統(tǒng)意義上可重構(gòu)概念相比，本研究提出的功能可重定義概念在一般性上進(jìn)行了擴(kuò)展，更多關(guān)注于無(wú)源器件的本質(zhì)，既是實(shí)現(xiàn)載流子分布、流向和濃度的準(zhǔn)確快速控制。

 

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，合肥工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀青年提升B計(jì)劃的支持，合肥工業(yè)大學(xué)為論文第一單位，復(fù)旦大學(xué)、深圳大學(xué)、中國(guó)信通院、中國(guó)電子標(biāo)準(zhǔn)化研究所為合作單位，微電子學(xué)院桑磊教授為論文第一作者，黃文教授為論文通信作者。

 

圖：熱控可重定義2×2微波無(wú)源陣列器件。A-D.微電子工藝制程；E-F.VO2薄膜；G.實(shí)物照片;H-I.測(cè)試及熱控平臺(tái)；J-K.熱控過(guò)程的紅外觀察。

 

（來(lái)源：合肥工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院）