可規(guī)模制造！一研究團隊研發(fā)出光子芯片材料

2024-05-29 08:52:39來源：化工儀器網(wǎng)關鍵詞：光子芯片材料閱讀量：23635

　　不同于電子芯片以電流為信息載體，光子芯片以光波為信息載體，能實現(xiàn)低功耗、高帶寬、低時延的效果。然而，現(xiàn)階段的光子芯片受限于材料和技術，面臨效率較低、功能單一、成本較高等挑戰(zhàn)。

　　近日，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所一研究團隊在光子芯片材料領域取得突破性進展，他們開發(fā)出鉭酸鋰異質集成晶圓，并成功用其制作高性能光子芯片。

　　類似于電子芯片將電路刻在硅晶圓上，團隊將光子芯片的光波導刻在鉭酸鋰異質集成晶圓上。該集成晶圓是由“硅-二氧化硅-鉭酸鋰”組成的“三明治”結構，其關鍵在于最上層薄約600納米的高質量單晶鉭酸鋰薄膜及該薄膜與二氧化硅形成的界面質量。

　　成功制作該薄膜得益于團隊的“絕活”——“萬能離子刀”異質集成技術。團隊研究人員介紹，在鉭酸鋰材料表面下約600納米的位置注入離子，就像埋入了一批精準的“炸彈”，可以“削”下一層納米厚度的單晶薄膜，這樣制備出的鉭酸鋰薄膜與硅襯底結合起來，就形成了鉭酸鋰異質集成晶圓。

　　據(jù)悉，鉭酸鋰薄膜有優(yōu)異的電光轉換特性，可規(guī)模化制造，應用價值較高。相較于被廣泛看好的潛在光子芯片材料鈮酸鋰，鉭酸鋰薄膜制備效率更高、難度更低、成本更低，同時具有強電光調制、弱雙折射、更寬的透明窗口、更強的抗光折變等特性，極大擴展了光學設計自由度。

　　隨著光子芯片材料技術不斷改良和創(chuàng)新，有望在激光雷達、精密測量等多個領域實現(xiàn)應用，從而彌補我國在這一新材料領域的技術空白。

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