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【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】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(shí)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(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所一研究團(tuán)隊在光子芯片材料領(lǐng)域取得突破性進(jìn)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(tuán)隊將光子芯片的光波導(dǎo)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(tuán)隊的“絕活”——“萬能離子刀”異質(zhì)集成技術(shù)。團(tuán)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(zhǔn)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)?；圃?/strong>，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(qiáng)電光調(diào)制、弱雙折射、更寬的透明窗口、更強(qiáng)的抗光折變等特性，極大擴(kuò)展了光學(xué)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(dá)、精密測量等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，從而彌補(bǔ)我國在這一新材料領(lǐng)域的技術(shù)空白。
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