一種采用氮化硅襯底制造集成光子電路技術(shù)
近日,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)教授Tobias Kippenberg團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種采用氮化硅襯底制造集成光子電路(光子芯片)技術(shù),得到了創(chuàng)紀(jì)錄的低光學(xué)損耗,且芯片尺寸小。相關(guān)研究在《自然—通訊》上發(fā)表。 光子芯片奮起直追,也許能幫助人們突破摩爾定律開辟新的“賽道”。 低光學(xué)損耗新紀(jì)錄 光子芯片通常由硅制成,硅在地殼中含量豐富且具有良好的光學(xué)特性,但難以滿足集成光子芯片所需的一切條件,因此出現(xiàn)了諸多新材料平臺(tái),如氮化硅、二氧化硅、氮化鋁、鈮酸鋰、碳化硅等。 Tobias Kippenberg團(tuán)隊(duì)用一種氮化硅光子大馬士革工藝(光子鑲嵌工藝)技術(shù)。大馬士革工藝是一種非常古老的工藝,最早可以追溯到阿拉伯人對(duì)他們的武器和裝飾上面做顏色的鑲嵌和繪圖。這個(gè)工藝要先做出圖形輪廓,然后把顏色材料鑲嵌到輪廓中再進(jìn)行拋光,這樣就得一個(gè)色彩艷麗的圖案。 “大馬士革工藝思路曾被用在早期以銅為材料的電子電路制造上,研究當(dāng)中,我們把氮化硅大馬士革工藝用到集成光路制造上,得到了極低的光損耗。”論文第一作者、EPFL微納技術(shù)中心博士劉駿秋告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,“利用這一技術(shù),我們制造了光損耗僅為1 dB / m的集成光路,創(chuàng)下了所有非線性光子集成材料的記錄! 使用這項(xiàng)新技術(shù),研究人員在5平方毫米的芯片上制備了高品質(zhì)因數(shù)的微諧振器上和超過一米長(zhǎng)的波導(dǎo)。他們還報(bào)告了九成的制造良品率,這對(duì)于將來擴(kuò)大工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模至關(guān)重要。 “超低損耗的氮化硅集成光子芯片對(duì)未來通訊、計(jì)算和6G技術(shù)都至關(guān)重要。這種類型的光子芯片可以將信息編碼進(jìn)光,再通過光纖傳輸,并成為光通信的一個(gè)核心組成部分!眲ⅡE秋說。 |