【化工仪器网 项目成果】与以电流为信息载体的电子芯片不同，光子芯片以光波为信息载体低功耗、高带宽、低时延效果。然而，现阶段的光子芯片受到材料和技术的限制，面临着效率低、功能单一、成本高的挑战。
最近，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的一个研究团队在光子芯片材料领域取得了突破，他们开发了钽酸锂异质集成晶圆，并且成功地使用了它的生产高性能光子芯片。
类似于电子芯片在硅晶圆上刻电路，团队在钽酸锂异质集成晶圆上刻光子芯片的光波。集成晶圆由“硅-二氧化硅-钽酸锂“三明治”结构的关键在于上层约600纳米的优质单晶钽酸锂膜和膜与二氧化硅形成的界面质量。
薄膜的成功制作得益于团队的“绝活”-“万能离子刀”异质集成技术。据团队研究人员介绍，将离子注入钽酸锂材料表面约600纳米的位置，就像埋了一批准确的“炸弹”，可以“切割”下一层纳米厚度的单晶薄膜。这样，钽酸锂薄膜与硅衬底相结合，形成钽酸锂异质集成晶圆。
钽酸锂薄膜有报道优良的电光转换特性，可以大规模制造，应用价值高。与广受青睐的潜在光子芯片材料相比铌酸锂，钽酸锂薄膜制备效率更高、难度更低、成本更低，同时具有强电光调制、弱双折射、透明窗口更宽、更强的抗光折变等特性，大大扩展自由度的光学设计。
随着光子芯片材料技术的不断改进和创新，有望应用于激光雷达、精密测量等领域，弥补我国新材料领域的技术差距。