突破8英寸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)，濟南大學(xué)團隊助力光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  ICC訊 最近，濟南大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院劉宏教授的朋友圈更新了這樣一條信息：經(jīng)過近一年的攻關(guān)，幾十爐的摸索，德輝和他的小伙伴們終于掌握了完美的8英寸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)。助力大尺寸鈮酸鋰薄膜制備、推動光集成光電集成器件的發(fā)展，實現(xiàn)我國新一代信息產(chǎn)業(yè)的全鏈條突破。路很長，但所有人都信心十足……這一信息引來了無數(shù)點贊。

  鈮酸鋰晶體材料因其具有優(yōu)異的電光、聲光和非線性光學(xué)效應(yīng)，隨著材料新特性逐步發(fā)展，新應(yīng)用推陳出新，被廣泛認定是新一代信息產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的核心材料。

  前不久，濟南大學(xué)劉宏、孫德輝教授團隊利用提拉法成功生長出直徑8英寸(200 mm)X-軸鈮酸鋰單晶，這是該團隊繼2021年突破聲學(xué)芯片用Z軸、128Y等方向8英寸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)后，鈮酸鋰晶體生長技術(shù)獲得的又一次重要突破。

  近年來，基于鈮酸鋰單晶薄膜的集成光電子器件可實現(xiàn)單通100 G以上超高帶寬的高速光調(diào)制，已經(jīng)成為國際上的研究熱點和開發(fā)的重點領(lǐng)域。鈮酸鋰是整個光通信世界的守門人，鈮酸鋰對于光通信來說，相當(dāng)于硅在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位一樣。國際科研界已經(jīng)預(yù)判：現(xiàn)在已經(jīng)進入“鈮酸鋰谷”的時代。

  光電子器件集成依賴的微加工工藝主流產(chǎn)線為8英寸半導(dǎo)體產(chǎn)線，因此，8英寸X軸鈮酸鋰晶體作為新一代信息技術(shù)集成光電子芯片急需的基礎(chǔ)材料備受重視。但是，國內(nèi)市場上只有3寸、4寸X軸鈮酸鋰晶體產(chǎn)品，日本企業(yè)在去年宣布實現(xiàn)了8英寸X軸鈮酸鋰的小批量試制。所以8英寸X軸鈮酸鋰晶體成為了限制我國新一代信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

  濟南大學(xué)以孫德輝教授為帶頭人的“光電功能晶體團隊”在國家級人才劉宏教授的指導(dǎo)下，自2017年開始對各種高品質(zhì)、大尺寸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)與器件展開研究，在國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項目和學(xué)校人才基金支持下，先后突破了8英寸Z軸和128Y軸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)，并實現(xiàn)千萬級科技成果轉(zhuǎn)化，與企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)建了山東恒元半導(dǎo)體科技有限公司，目標實現(xiàn)8英寸鈮酸鋰晶體產(chǎn)業(yè)化。

  此次8英寸X軸鈮酸鋰晶體生長技術(shù)的研發(fā)成功，標志著我國新一代信息技術(shù)關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的卡脖子技術(shù)實現(xiàn)了突破，未來團隊將進一步提高8英寸X軸鈮酸鋰晶體生長質(zhì)量，并盡快完成中試實驗，為我國信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)材料的發(fā)展提供堅實保障。

  談及該技術(shù)的轉(zhuǎn)化過程，孫德輝教授說，工廠開始批量生產(chǎn)是個漫長的過程，包括數(shù)道準備程序：配料、混料、壓塊、燒料等多晶料準備工作，以及最關(guān)鍵一步“保溫材料定型制作溫場”。“那個時候我們充滿干勁，團隊成員在暑假期間，早上從學(xué)校出發(fā)去公司，晚上天黑才回來。在公司搭建生產(chǎn)線的過程中，一天啟動一臺新設(shè)備，完成一道工序，每天都充滿了成就感。”

  對于未來，團隊成員們都很有信心，光子集成芯片國產(chǎn)化的道路上競爭很激烈，但前途很光明，值得每個科研工作者去探索，腳步從未停止。