近日，合肥工業大學微電子學院納米微波與納米功率技術實驗室團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展，相關研究成果“Redefinable Planar Microwave Passive Electronics Enabled by Thermal Controlled VO2/Cu Hybrid Matrix”在Cell綜合性子刊iScience期刊上在線發表。（https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105060）

傳統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構是不可改變的，其功能長期以來也認為是不可改變的，這意味著傳統的微波鏈路的功能不能進行重新定義。為滿足不同的應用場景，通常需要設計多套微波鏈路。如果能根據系統的動態應用需求，實時調整微波硬件的功能，實現器件功能層面的重新定義，便能對微波鏈路進行重構，從而顯著提高微波硬件的復用率，減少所需微波器件的數量，達到多場景應用、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薄膜的電導率可實現1000倍的變化，通過熱控制VO2微帶線開關的相變，進而調節電流通斷。此外，部分使用VO2薄膜的矩形銅貼片則可以靈活地進行結構重新配置，控制電流分布的區域，從而實現天線陣列、頻率可重構帶通濾波器，以及可重構天線和濾波器組合性能的混合器件。與傳統意義上可重構概念相比，本研究提出的功能可重定義概念在一般性上進行了擴展，更多關注于無源器件的本質，既是實現載流子分布、流向和濃度的準確快速控制。

該工作得到了國家自然科學基金，國家重點研發計劃重點專項，合肥工業大學優秀青年提升B計劃的支持，合肥工業大學為論文第一單位，復旦大學、深圳大學、中國信通院、中國電子標準化研究所為合作單位，微電子學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。