中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的歐欣團(tuán)隊(duì)與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Tobias Kippenberg團(tuán)隊(duì)合作，成功開(kāi)發(fā)出一種新型的「光學(xué)硅」芯片，即鉭酸鋰集成光芯片，共同揭開(kāi)了光芯片技術(shù)的新篇章。他們研發(fā)的新型“光學(xué)硅”芯片——鉭酸鋰集成光芯片，以其卓越的性能，如低時(shí)延、高頻寬、低功耗等特點(diǎn)，為光芯片技術(shù)的未來(lái)描繪了一幅光明圖景。

　　這一突破性的研究成果，已于五月八日在《Nature》雜志上公之于眾，不僅彰顯了鉭酸鋰材料在光芯片領(lǐng)域的巨大潛力，也為下一代光電集成芯片的生產(chǎn)指明了一條切實(shí)可行的技術(shù)路徑。

　　鉭酸鋰，這種無(wú)機(jī)晶體材料，以其卓越的壓電、鐵電、光電和非線(xiàn)性光學(xué)特性，成為了此次研究的核心。研發(fā)團(tuán)隊(duì)巧妙地將光波導(dǎo)雕刻在由「硅-二氧化硅-鉭酸鋰」構(gòu)成的硅基鉭酸鋰異質(zhì)晶圓上，這一過(guò)程與傳統(tǒng)電子芯片的制造工藝如出一轍。

　　關(guān)鍵在于鉭酸鋰單晶薄膜的精確厚度和薄膜與二氧化硅之間界面的品質(zhì)。歐欣團(tuán)隊(duì)運(yùn)用「萬(wàn)能離子刀」異質(zhì)集成技術(shù)，成功打造出高品質(zhì)的硅基鉭酸鋰單晶薄膜異質(zhì)晶圓，并顯著提高了制備效率。

　　更令人振奮的是，歐欣團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破使得器件的光學(xué)損耗降至五點(diǎn)六dB/m，這一數(shù)值低于其他團(tuán)隊(duì)已報(bào)道的晶圓級(jí)鈮酸鋰波導(dǎo)的最低損耗值。這種超低損耗鉭酸鋰光子器件微納加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)，為光芯片的大規(guī)模生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。目前，歐欣教授及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功完成了八英寸晶圓的制備。

　　自芯片技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，全球芯片產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)多次技術(shù)革命，芯片性能的飛躍和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，使得芯片性能的提升與制造成本的控制成為了行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。在這一背景下，新型集成光電技術(shù)，如鈮酸鋰光子技術(shù)和硅光技術(shù)，以及新型半導(dǎo)體材料如鈮酸鋰和鉭酸鋰的涌現(xiàn)，為光通信、光計(jì)算、光存儲(chǔ)等領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。

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