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可規(guī)模制造!一研究團隊研發(fā)出光子芯片材料
2024年05月27日 16:10:16 來源:化工儀器網(wǎng) 點擊量:8323

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

  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】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(shù),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(shù)研究所一研究團隊在光子芯片材料領(lǐng)域取得突破性進展,他們開發(fā)出鉭酸鋰異質(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu),其關(guān)鍵在于最上層薄約600納米的高質(zhì)量單晶鉭酸鋰薄膜及該薄膜與二氧化硅形成的界面質(zhì)量。
 
  成功制作該薄膜得益于團隊的“絕活”——“萬能離子刀異質(zhì)集成技術(shù)。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(jié)合起來,就形成了鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓。
 
  據(jù)悉,鉭酸鋰薄膜有優(yōu)異的電光轉(zhuǎn)換特性可規(guī)模化制造應(yīng)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(diào)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(shè)計自由度
 
  隨著光子芯片材料技術(shù)不斷改良和創(chuàng)新,有望在激光雷達、精密測量等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用,從而彌補我國在這一新材料領(lǐng)域的技術(shù)空白。
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