传统的微波链路由独立的微波器件组成，这些微波器件的硬件结构是不可改变的，其功能长期以来也认为是不可改变的，这意味着传统的微波链路的功能不能进行重新定义。为满足不同的应用场景，通常需要设计多套微波链路。如果能根据系统的动态应用需求，实时调整微波硬件的功能，实现器件功能层面的重新定义，便能对微波链路进行重构，从而显著提高微波硬件的复用率，减少所需微波器件的数量，达到多场景应用、小型化与轻量化的要求。
本研究成果展示了一种基于热致相变二氧化钒（VO2）薄膜，微波功能可重定义的2×2阵列器件。在本工作中，VO2薄膜的电导率可实现1000倍的变化，通过热控制VO2微带线开关的相变，进而调节电流通断。此外，部分使用VO2薄膜的矩形铜贴片则可以灵活地进行结构重新配置，控制电流分布的区域，从而实现天线阵列、频率可重构带通滤波器，以及可重构天线和滤波器组合性能的混合器件。与传统意义上可重构概念相比，本研究提出的功能可重定义概念在一般性上进行了扩展，更多关注于无源器件的本质，既是实现载流子分布、流向和浓度的准确快速控制。
该工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划重点专项，合肥工业大学优秀青年提升B计划的支持，合肥工业大学为论文第一单位，复旦大学、深圳大学、中国信通院、中国电子标准化研究所为合作单位，微电子学院桑磊教授为论文第一作者，黄文教授为论文通信作者。
图：热控可重定义2×2微波无源阵列器件。A-D.微电子工艺制程；E-F.VO2薄膜；G.实物照片;H-I.测试及热控平台；J-K.热控过程的红外观察。
（来源：合肥工业大学微电子学院）
