牛智川

牛智川，男，中國科學院半導體研究所研究員、博士生導師。1996年獲得中科院半導體所理學博士學位。

2019年，中國科學院半導體研究所牛智川研究員團隊創新設計金屬光柵側向耦合分布反饋（LC-DFB）結構，成功實現了2μm波段高性能單模雷射器，綜合性能達到國際一流水平並突破國外高端雷射器進口限制性能的規定條款。

基本介紹

• 中文名：牛智川
• 學位/學歷：中科院半導體所理學博士
• 專業方向：半導體
• 職務：中國科學院半導體研究所研究員、博士生導師

簡介

牛智川，曾留學德國、美國。先後入選和獲得中科院“百人計畫”、“國家傑出青年科學基金”、“新世紀百千萬人才工程國家級人選（首批）”、“國務院政府特殊津貼”等。目前從事半導體低維材料、受限光電子體系量子效應、光電量子信息器件研究。

研究方向

1、InAs/GaAs自組織量子點材料與量子器件：採用單原子層循環外延溫度調製技術獲得高密度1.3微米InAs/GaAs自組織量子點，研製成功量子點雷射器，掌握極低密度量子點可控生長方法，研製成功液氮溫度電驅動量子點單光子發射器件。發現液滴法分子束外延生長的GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs量子環。

2、GaAs基近紅外低維材料和器件：發明N等離子源真空控制、突破GaInAsNSb異質結材料生長技術難題，研製成功1.3-1.5微米GaInAsN/GaAs量子阱雷射器。提出In組分線性控制InGaAs/GaAs異變結生長技術，實現低閾值1.33微米InGaAs/GaAs異變數子阱雷射器、1.55 微米InGaAsSb/GaAs異變數子阱雷射器。

3、Sb化物紅外材料與器件：開展了GaAs基GaSb膜外延生長研究，在2-5微米InAs/GaSb超晶格探測器和2-3微米雷射器方面獲得重要進展。

科研成果

2019年，在國家973計畫、國家自然科學基金委重大項目等支持下，中國科學院半導體研究所牛智川研究員團隊深入研究銻化物半導體材料的基礎物理、異質結低維材料外延生長和光電器件的製備技術等，突破了銻化物量子阱雷射器的刻蝕與鈍化等核心工藝技術。在此基礎上，研究團隊創新設計金屬光柵側向耦合分布反饋（LC-DFB）結構，成功實現了2μm波段高性能單模雷射器，邊模抑制比達到53dB，是目前同類器件的最高值；而且輸出功率達到40mW，是目前同類器件的3倍以上。在銻化物量子阱大功率雷射器方面， FP腔量子阱大功率雷射器單管和巴條組件分別實現1.62瓦和16瓦的室溫連續輸出功率，綜合性能達到國際一流水平並突破國外高端雷射器進口限制性能的規定條款。
該成果引起國際學術界和產業界廣泛關注，《化合物半導體》雜誌評價“該單模雷射器開創性提升邊模抑制比，為天基衛星載LIDAR系統和氣體檢測系統提供了有競爭力的光源器件”。該研究成果攻克了短波紅外雷射器領域關鍵技術，在危險氣體檢測、環境監測、醫療與雷射加工等諸多高新技術產業具有非常廣闊的套用價值。

獲獎

曾獲2001國家自然科學二等獎、2006北京科學技術二等獎。與瑞典、新加坡、美國、英國、俄羅斯等開展廣泛合作。培養研究生多名先後獲得中科院院長優秀獎、冠名獎、國家優秀留學生獎等。

論著

在Nature，APL, PRB，Nanotech, JCG等發表論文100多篇，被他引用500多次。先後受到英國III-Vs Review (現刊Materials Today & Nano Today)和Compound Semiconductor, 美國Technical Insight和Laser Focus World等國際權威刊物高度好評。