新華社上海5月9日電 （記者董雪 張泉）光子芯片是未來信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ),，業(yè)界一直在尋找可規(guī)模制造光子芯片的優(yōu)勢材料,。中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員歐欣領(lǐng)銜的團隊在該領(lǐng)域取得突破性進展，他們開發(fā)出鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓，并成功用其制作高性能光子芯片,。該成果5月8日發(fā)表于國際學術(shù)期刊《自然》,。

歐欣介紹,，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(xiàn)低功耗,、高帶寬,、低時延的效果。不過,，現(xiàn)階段的光子芯片受限于材料和技術(shù),，面臨效率較低、功能單一,、成本較高等挑戰(zhàn),。

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(zhì)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(jié)構(gòu),，其關(guān)鍵在于最上層薄約600納米的高質(zhì)量單晶鉭酸鋰薄膜及該薄膜與二氧化硅形成的界面質(zhì)量。

成功制作該薄膜得益于團隊的“絕活”——“萬能離子刀”異質(zhì)集成技術(shù),。“我們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,。”團隊研究人員,、文章第一作者王成立說，這樣制備出的鉭酸鋰薄膜與硅襯底結(jié)合起來,，就形成了鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓,。

鉭酸鋰薄膜有優(yōu)異的電光轉(zhuǎn)換特性，可規(guī)?；圃?，應(yīng)用價值極高。“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(diào)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(shè)計自由度,。”歐欣說。

歐欣團隊與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院托比亞斯·基彭貝格（Tobias Kippenberg）團隊進一步開發(fā)了超低損耗鉭酸鋰光子芯片微納加工方法,。同時,，基于鉭酸鋰光子芯片,，團隊首次在X切型電光平臺中成功產(chǎn)生了孤子光學頻率梳,，結(jié)合其電光可調(diào)諧性質(zhì)，有望在激光雷達,、精密測量等方面實現(xiàn)應(yīng)用,。