濟(jì)南大學(xué)在光電子信息技術(shù)上取得新突破

日前，濟(jì)南大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院教授劉宏的朋友圈更新了這樣一條信息：“經(jīng)過(guò)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(zhǎng)技術(shù)。助力大尺寸鈮酸鋰薄膜制備、推動(dòng)光集成光電集成器件的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)新一代信息產(chǎn)業(yè)的全鏈條突破。路很長(zhǎng)，但所有人都信心十足……”這一信息引來(lái)了無(wú)數(shù)點(diǎn)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(rèn)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(jì)南大學(xué)劉宏、孫德輝教授團(tuán)隊(duì)利用提拉法成功生長(zhǎng)出直徑8英寸（200mm）X-軸鈮酸鋰單晶，這是該團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)技術(shù)后，鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)技術(shù)獲得的又一次重要突破。

近年來(lái)，基于鈮酸鋰單晶薄膜的集成光電子器件可實(shí)現(xiàn)單通100G以上超高帶寬的高速光調(diào)制，已經(jīng)成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域。鈮酸鋰是整個(gè)光通信世界的守門(mén)人，鈮酸鋰對(duì)于光通信來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于硅在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位一樣。 光電子器件集成依賴(lài)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只有3英寸、4英寸X軸鈮酸鋰晶體產(chǎn)品，日本企業(yè)在去年宣布實(shí)現(xiàn)了8英寸X軸鈮酸鋰的小批量試制。所以8英寸X軸鈮酸鋰晶體成了限制我國(guó)新一代信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

濟(jì)南大學(xué)以孫德輝教授為帶頭人的“光電功能晶體團(tuán)隊(duì)”在國(guó)家級(jí)人才劉宏的指導(dǎo)下，自2017年開(kāi)始對(duì)各種高品質(zhì)、大尺寸鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)技術(shù)與器件展開(kāi)研究，在國(guó)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(xiàng)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(zhǎng)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)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(biāo)實(shí)現(xiàn)8英寸鈮酸鋰晶體產(chǎn)業(yè)化。

未來(lái)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步提高8英寸X軸鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)質(zhì)量，并盡快完成中試實(shí)驗(yàn)，為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)材料的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。 談及該技術(shù)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，孫德輝說(shuō)，工廠開(kāi)始批量生產(chǎn)是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，包括數(shù)道準(zhǔn)備程序：配料、混料、壓塊、燒料等多晶料準(zhǔn)備工作，以及最關(guān)鍵一步“保溫材料定型制作溫場(chǎng)”?！澳莻€(gè)時(shí)候我們充滿干勁，團(tuán)隊(duì)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(lái)。在公司搭建生產(chǎn)線的過(guò)程中，一天啟動(dòng)一臺(tái)新設(shè)備，完成一道工序，每天都充滿了成就感?！?對(duì)于未來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員們都很有信心，光子集成芯片國(guó)產(chǎn)化的道路上競(jìng)爭(zhēng)很激烈，但前途很光明，值得每個(gè)科研工作者去探索，腳步從未停止。