点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造

来源:光明网2024-05-09 09:03

  光明网讯(记者 宋雅娟)5月8日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所(以下简称上海微系统所)研究员欧欣团队与瑞士洛桑联邦理工学院Tobias Kippenberg团队合作,在钽酸锂异质集成晶圆及高性能光子芯片制备领域取得突破性进展。上海微系统所已率先攻关8英寸晶圆制备技术,为更大规模的国产光电集成芯片和移动终端射频滤波器芯片的发展奠定了核心材料基础。相关成果以《可批量制造的钽酸锂集成光子芯片》(Lithium tantalate photonic integrated circuits for volume manufacturing)为题,发表于国际学术期刊《自然》。

我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造

钽酸锂异质集成晶圆及高性能光子芯片示意图

  随着全球集成电路产业发展进入“后摩尔时代”,集成电路芯片性能提升的难度和成本越来越高,人们迫切需要寻找新的技术方案。以硅光技术和薄膜铌酸锂光子技术为代表的集成光电技术成为应对此瓶颈问题的颠覆性技术。

  其中,铌酸锂被称为光子时代的“光学硅”材料,因其自身机械性能稳定、易加工、耐高温、抗腐蚀、原材料来源丰富、价格低廉、易生长成大晶体的优点,被广泛应用于高性能滤波器、电光器件、全息存储、3D全息显示、非线性光学器件、光量子通信等领域。

  与铌酸锂类似,欧欣团队与合作者研究证明单晶钽酸锂薄膜同样具有优异的电光转换特性,且在双折射、透明窗口范围、抗光折变、频率梳产生等方面相比铌酸锂更具优势。此外,硅基钽酸锂异质晶圆(LTOI)的制备工艺与绝缘体上的硅(SOI)更加接近,因此,钽酸锂薄膜可实现低成本和规模化制造,具有极高的应用价值。

  欧欣团队采用基于“万能离子刀”的异质集成技术,通过离子注入结合晶圆键合的方法,制备了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆。进一步,与合作团队联合开发了超低损耗钽酸锂光子器件微纳加工方法,对应器件的光学损耗低于已知的晶圆级铌酸锂波导的最低损耗值。

我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造

(a)硅基钽酸锂异质晶圆(b)薄膜钽酸锂光学波导制备工艺及波导的扫描透镜显微镜(SEM)

  结合晶圆级流片工艺,研究人员探索了钽酸锂材料内低双折射对于模式交叉的有效抑制,并验证了可以应用于整个通信波段的钽酸锂光子微腔谐振器。钽酸锂光子芯片不仅展现出与铌酸锂薄膜相当的电光调制效率,同时基于钽酸锂光子芯片,研究团队首次在X切型电光平台中成功产生了孤子光学频率梳,结合其电光可调谐性质,有望在激光雷达、精密测量等方面实现应用。

我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造

(a)薄膜钽酸锂电光调制器;(b)首次实现X切型钽酸锂上的克尔孤子光频梳

我国科学家实现钽酸锂集成光子芯片批量制造

8英寸硅基薄膜钽酸锂晶圆制备

  欧欣介绍,相较于薄膜铌酸锂,薄膜钽酸锂更易制备,且制备效率更高。同时,钽酸锂薄膜具有更宽的透明窗口、强电光调制、弱双折射、更强的抗光折变特性,这种先天的材料优势极大地扩展了钽酸锂平台的光学设计自由度。

 

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 回放:“巳巳如意中国年”短视频征集活动分享交流会

  • 多彩开学第一课

独家策划

推荐阅读
我国新型储能制造业全链条国际竞争优势凸显,优势企业梯队进一步壮大,产业创新力和综合竞争力显著提升,实现高端化、智能化、绿色化发展。
2025-02-18 09:33
新修订的科学技术普及法自2024年12月25日起施行。宣传贯彻科学技术普及法座谈会17日在京召开,全国人大常委会副委员长蔡达峰出席会议并讲话。
2025-02-18 09:32
迈着深深浅浅的步子走进葡萄园,脚下,枯叶作被覆盖着泥土;头顶,休眠的葡萄枝上零星挂着卷曲的叶子。果农们在葡萄架下来回穿梭,剪刀在手中翻飞,老练地修剪着葡萄枝条,随后,有条不紊地完成着开沟、窝肥、清园等“冬管清单”。
2025-02-18 09:32
2月13日,北京儿童医院,13位知名专家对1位8岁男孩的疑难病例展开缜密讨论。主持人是北京儿童医院院长、耳鼻咽喉头颈外科专家倪鑫,专家们则来自神经外科、肿瘤外科、口腔科等科室。
2025-02-18 09:28
2024年度河南省科学技术奖励名单上,河南农业大学“‘醛’球无敌”博士后科研团队的《木制细胞低碳增强结合关键技术》项目赫然在列。团队负责人彭万喜难掩笑意:“自2021年在全国博士后创新创业大赛拿金奖后,我们团队就荣誉不断。这背后,是国家对甲醛防控治理的日益重视。”
2025-02-18 09:27
重塑金身,树皮、籽壳和叶脉中的杜仲胶可作为首选材料。
2025-02-18 08:56
农业农村部近日制定印发《全国农业科技创新重点领域(2024—2028年)》,要求聚焦十大重点领域,加快推进高水平农业科技自立自强。
2025-02-17 10:16
2024年,中国智能算力规模达725.3百亿亿次/秒(EFLOPS),同比增长74.1%,增幅是同期通用算力增幅(20.6%)的3倍以上;市场规模为190亿美元,同比增长86.9%。
2025-02-17 10:14
我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破2000万次,刷新了我国自主量子算力服务规模纪录。
2025-02-17 10:14
一部优秀的动画片,需要艺术和技术的高度合一。而《哪吒2》在本土先进动漫制作技术的托举之下,实现了这种合一。它的成功,是我国文化软实力和电影科技硬实力的并肩胜出和双重出圈,昭示着文化与科技碰撞产生的巨大张力。
2025-02-17 10:12
科普法第五十一条规定,利用财政性资金设立科学技术计划项目,除涉密项目外,应当结合任务需求,合理设置科普工作任务,充分发挥社会效益。
2025-02-17 10:11
成都大熊猫繁育研究基地科普团队成立于2000年,旨在面向公众传播以大熊猫为代表的生物多样性保护理念。
2025-02-14 10:26
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
2025-02-14 10:24
《自然》杂志13日报道我国发现迄今唯一确切的侏罗纪鸟类——政和八闽鸟。
2025-02-14 10:23
在当前的极寒天气下,机器狗更灵活、可携带更多仪器,巡检质效显著提高,让赛事电力保供更安心。
2025-02-14 10:22
国家税务总局发布的最新数据显示,2024年,现行支持科技创新和制造业发展的主要政策减税降费及退税达26293亿元,助力我国新质生产力加速培育、制造业高质量发展。
2025-02-14 10:11
独脚金是寄生在高粱上的一种植物,能导致高粱减产甚至死亡。近日,我国科学家首次从高粱中发现两个关键基因,敲除后,高粱对独脚金的抗性显著提高。
2025-02-14 10:04
基于AI大模型及领域数据资源,构建基于PC端和手机端应用的科特派数字人“小科”,为用户提供随时在线、多终端访问、7×24小时全天候资源对接,全方位服务于北京城市科技创新与管理。
2025-02-13 09:36
新时代以来,我国以更高站位、更宽视野、更大力度来谋划和推进新征程生态环境保护工作,全力推动生态环境根本好转。
2025-02-13 03:40
新年伊始,DeepSeek成为“热词”,其在各领域的应用也引发思考和讨论。在科研领域,人工智能驱动科学研究的新科研范式随之到来,对构建开放创新生态提出了更急迫的要求。
2025-02-13 03:50
加载更多