3月1日下午，北京大学“新工科讲堂”第五期在新燕园校区学术交流中心第六会议室举行。本期讲座邀请美国国家工程院外籍院士，清华大学学术委员会副主任、电子工程系教授黄翊东以“微纳结构：开启光电子芯片的新功能”为题作报告，讲述微纳结构中蕴藏的光电奥秘。讲座由北京大学物理学院教授肖云峰主持。本期讲座同时作为纳光电子前沿科学中心“纳光电子前沿讲座”课程第二讲。

讲座现场

黄翊东由光电子芯片功能实现的共性物理机制开篇，带领听众深入微观世界，探究微纳尺度的新结构在光电子芯片设计上的创新应用。她指出，光电子芯片功能的实现是基于光与物质的相互作用，本质上是对各种基本粒子、准粒子、激元等的能量和动量关系（可称为“广义能带”）进行调控，即通过在微纳尺度下调控物质的结构及其与光子、表面等离激元、声子的相互作用形成新机理、实现新功能。

黄翊东作报告

黄翊东以自由电子辐射芯片、实时光谱成像芯片、光控声学奇异点芯片、光学轨道角动量辐射芯片、光量子态产生及操控芯片等的研发为例，详细介绍了基于双曲超材料、光子晶体超表面、纳米悬臂梁微腔等微纳结构实现的具有自由电子辐射、光谱成像、声子传感等新功能的光电子芯片。其中，实时光谱成像芯片成果已落地转化，在自动驾驶、环境监测、物质检测、光谱天文望远镜、光谱工业动态控制等领域开展广泛应用。她特别强调了学科交叉在芯片研发中的重要性，如微纳光电子学与真空电子学的融合为自由电子辐射芯片的研究提供了极大空间；而与生物医学学科的融合，为实时光谱成像芯片在脑神经活动监测、病理诊断的应用打开了新的视野。

黄翊东强调，发展微纳结构光电子芯片，无论是前沿创新研究还是成果产业落地，都亟需解决其制备工艺面临的短板。光电子芯片材料多、器件种类多、制程复杂，且无法使用成熟的CMOS（互补金属氧化物半导体）流片技术，目前世界范围内光电芯片工艺平台均无法满足需求。黄翊东团队20余年深耕光电子芯片工艺技术，在光子晶体刻蚀制备工艺、表面等离激元金属薄膜制备工艺、片上纳米悬臂梁制备工艺方面取得突破，发明了干法刻蚀侧壁钝化/侧蚀动态平衡技术、磁控溅射离子密度/速度均衡调控技术、低表面张力的湿法刻蚀技术等，搭建跨材料体系微纳光电子芯片平台，才使得新功能光电子芯片的实现成为可能。

在互动交流环节，师生们围绕光谱芯片波段选择与分辨率极限、微纳制备工艺发展趋势、自由电子辐射光源系统潜在应用等问题展开了深入讨论。黄翊东不仅耐心详尽地解答提问，更鼓励年轻研究者们积极投身光电子芯片研究领域，潜心研磨攻关，以原始创新带动相关产业发展。

现场师生认真聆听讲座、积极提问

肖云峰代表北京大学向黄翊东赠送北大“新工科讲堂”纪念牌。

肖云峰向黄翊东赠送北大“新工科讲堂”纪念牌

本期讲座由新校区管理委员会办公室、纳光电子前沿科学中心、研究生院、信息与工程科学部办公室联合举办。物理学院、电子学院、智能学院、计算机学院、集成电路学院等院系及相关职能部门的近100名师生现场聆听讲座。

黄翊东简介

黄翊东，清华大学学术委员会副主任、电子工程系教授，美国国家工程院外籍院士，中国光学学会常务理事，中国电子教育学会副理事长。长期从事光电子器件领域的科学研究及人才培养工作，是光电子芯片企业华慧芯科技、与光科技、光函数科技的创始人。

专题链接：新工科讲堂