濟南大學在光電子信息技術上取得新突破

日前，濟南大學前沿交叉科學研究院教授劉宏的朋友圈更新了這樣一條信息：“經過近一年的攻關，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。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，實現我國新一代信息產業(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、聲光和非線性光學效應，隨著材料新特性逐步發(fā)展，新應用推陳出新，被廣泛認定是新一代信息產業(yè)關鍵技術的核心材料。

前不久，濟南大學劉宏、孫德輝教授團隊利用提拉法成功生長出直徑8英寸（200mm）X-軸鈮酸鋰單晶，這是該團隊繼2021年突破聲學芯片用Z軸、128Y等方向8英寸鈮酸鋰晶體生長技術后，鈮酸鋰晶體生長技術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單通100G以上超高帶寬的高速光調制，已經成為國際上的研究熱點和開發(fā)的重點領域。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，相當于硅在半導體行業(yè)中的地位一樣。 光電子器件集成依賴的微加工工藝主流產線為8英寸半導體產線，因此，8英寸X軸鈮酸鋰晶體作為新一代信息技術集成光電子芯片急需的基礎材料備受重視。但是，國內市場上只有3英寸、4英寸X軸鈮酸鋰晶體產品，日本企業(yè)在去年宣布實現了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新一代信息技術發(fā)展的關鍵基礎材料。

濟南大學以孫德輝教授為帶頭人的“光電功能晶體團隊”在國家級人才劉宏的指導下，自2017年開始對各種高品質、大尺寸鈮酸鋰晶體生長技術與器件展開研究，在國家自然科學基金、山東省自然科學基金重大基礎研究項目和學校人才基金支持下，先后突破了8英寸Z軸和128Y軸鈮酸鋰晶體生長技術，并實現千萬級科技成果轉化，與企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)建了山東恒元半導體科技有限公司，目標實現8英寸鈮酸鋰晶體產業(yè)化。

未來團隊將進一步提高8英寸X軸鈮酸鋰晶體生長質量，并盡快完成中試實驗，為我國信息產業(yè)基礎材料的發(fā)展提供堅實保障。 談及該技術的轉化過程，孫德輝說，工廠開始批量生產是個漫長的過程，包括數道準備程序：配料、混料、壓塊、燒料等多晶料準備工作，以及最關鍵一步“保溫材料定型制作溫場”?！澳莻€時候我們充滿干勁，團隊成員在暑假期間，早上從學校出發(fā)去公司，晚上天黑才回來。在公司搭建生產線的過程中，一天啟動一臺新設備，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。