团队通过集成铁电存储以及硅光技能，初次完成了根据微环谐振器的非易失性光电存储芯片。此项立异性打破处理了非易失性存储器难以在光电两种形式下写入读出的问题，运用根据氧化铪的薄膜铁电资料与硅基半导体工艺兼容，适用于大规模集成。芯片展示出低作业电压、大存储窗口、长惯例运用的寿数以及多级存储才能，对推进下一代光电交融体系的开展具有里程碑式的含义，有望在光互连、高速数据通讯及神经网络核算等范畴的广泛应用中扮演要害人物，引领信息技能迈向新的高度。

  在大数据和AI年代，传统电子核算机在处理数据密集型和大规模并行使命时面临着严峻应战。光子核算作为潜在处理计划，正渐渐的变成为焦点。但是，长久以来，光子芯片与电子芯片之间的接口杂乱性一直是光电体系开展的首要妨碍。因为传统的存储计划难以一起满意光电双模读写的需求，核算过程中需添加额定的电光转化和光电转化过程，引进损耗、推迟和能耗问题，阻止了全光核算的开展。因而，全球科研界一直在寻觅一种能够在电子芯片与光子芯片之间高效数据交换的存储器，开发一种既能电拜访又能光拜访的非易失性存储器，成为衔接电子芯片与光子芯片的要害需求。

  铁电性在掺杂氧化铪薄膜中的发现，为新式的铁电存储器技能带来了严重机会。与杂乱的钙钛矿体系中的铁电资料比较，掺杂氧化铪因其与硅基半导体工艺彻底兼容、高可扩展性、超长的铁电坚持时刻以及在纳米标准下坚持铁电性质的才能而十分重视。本研讨展示的非易失性多级光电存储器，有望成为衔接电子和光子芯片的要害技能。

  由新加坡国立大学电气与核算机工程学院龚萧教授领导的研讨团队，成功研发了根据氧化铪的薄膜铁电资料的非易失性光电存储器。如图1所示，该存储器能够在外部电压效果下操控铁电层内的剩下极化，以此来完成数据的编程和擦除。剩下极化的改动导致存储器的电容以及折射率的改动，使得信息能够终究靠电学手法和光学手法读出。一起，通过准确调控编程电压，能够准确改动铁电层的极化状况，到达多级存储的意图。该存储器根据硅基微环谐振腔，可运用电和光两种形式编程和擦除，展示了高光学消光比、低作业电压以及高循环耐用性。

  图1：薄膜铁电非易失性光电存储器。(a) 根据微环的存储器结构示意图；(b) 存储器截面示意图；(c) 存储器显微照片； (d) 存储器在两种状况下的光谱；(e) 存储器的光学滞回曲线

  此外，其多级存储才能通过详细分析，表现出极小的误码率，证明了存储器的稳定性和多级存储功用，如图2所示。研讨人员一起对存储单元的耐久性和保存时刻进行了体系性的评价，这是以往报导的非易失性光子存储器中所缺少的。

  图2：存储器多级存储才能测验。 (a-c) 别离运用电信号和光信号写入，接着运用光信号读出存储器内容；(d-f) 别离运用电信号和光信号写入，接着运用电信号读出存储器内容。

  此次研讨成果标志着向完成高性能、低能耗的光电交融体系迈出了重要一步，为光电交融体系供给了重要的基础设施，关于促进信息技能的开展具有深远含义。它将促进新一代数据中心、高速通讯网络、神经网络核算以及高性能核算等范畴的改造。未来，跟着集成度的进步和制作工艺的老练，这类芯片有望成为光电交融体系的中心组件，引领信息科技步入一个全新的开展阶段。（来历：我国光学微信大众号）