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科学家开垦出新型光子芯片本领

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记者从祖国科学院获悉:祖国科学院上海微系统与信息技术研究所欧欣团队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,相关成果的论文5月8日发表于世界学术期刊《自然(Nature)》。

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,人们迫切寻找新的技术方案。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、抗光折变等方面具备一定优势。

在上述研究基础上,欧欣团队制备了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆。并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降低至5.6 dB m-1。研究团队发现,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(Success)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、精密测量等方面达成应用。值得一提的是,目前(Currently)研究团队已率先攻关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。

欧欣研究员介绍,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。

据了解,近10年来,欧欣所带领的异质集成团队集中突破高品质单晶薄膜制备及异质集成共性技术,同时重点布局基于异质集成材料的5G/6G高频声学射频滤波器、高速集成光子器件及高功率电子器件技术。异质集成团队孵化的上海新硅聚合半导体有限公司正全力推动异质集成材料关键技术的工程化和产业化,为国内相关领域达成自主创新发展奠定了核心异质材料基础。(经济(Economy)日报(Daily)记者 沈慧)

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