近日，合肥工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院納米微波與納米功率技術(shù)實驗室團(tuán)隊在熱控可重定義微波無源器件研究方向再一次取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Redefinable Planar Microwave Passive Electronics Enabled by Thermal Controlled VO2/Cu Hybrid Matrix”在Cell綜合性子刊iScience期刊上在線發(fā)表。（https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105060）

傳統(tǒng)的微波鏈路由獨立的微波器件組成，這些微波器件的硬件結(jié)構(gòu)是不可改變的，其功能長期以來也認(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。為滿足不同的應(yīng)用場景，通常需要設(shè)計多套微波鏈路。如果能根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)應(yīng)用需求，實時調(diào)整微波硬件的功能，實現(xiàn)器件功能層面的重新定義，便能對微波鏈路進(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)率可實現(xiàn)1000倍的變化，通過熱控制VO2微帶線開關(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，從而實現(xiàn)天線陣列、頻率可重構(gòu)帶通濾波器，以及可重構(gòu)天線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)注于無源器件的本質(zhì)，既是實現(xiàn)載流子分布、流向和濃度的準(zhǔn)確快速控制。

該工作得到了國家自然科學(xué)基金，國家重點研發(fā)計劃重點專項，合肥工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀青年提升B計劃的支持，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)、中國信通院、中國電子標(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微波無源陣列器件。A-D.微電子工藝制程；E-F.VO2薄膜；G.實物照片;H-I.測試及熱控平臺；J-K.熱控過程的紅外觀察。