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
低功耗、
高帶寬、
低時延的效果。然而，現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。
近日，中國科學院上海微系統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。
據悉，鉭酸鋰薄膜有優異的電光轉換特性，可規模化制造，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新，有望在
激光雷達、精密測量等多個領域實現應用，從而彌補我國在這一新材料領域的技術空白。
浙公網安備 33010602002722號
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