積體光路突破 台美團隊研究登國際期刊(組圖)
下世代之積體光路研究大突破。台美研究團隊研發出了更節能、輕薄、平價及可以規模化量產之雷射元件，2月登上了國際知名學術期刊之先進材料。(圖片來源:中央社)
【看中國2021年3月10日訊】(看中國記者劉世民綜合報導)下世代之積體光路研究大突破。台美研究團隊歷經了2年研究，整合太陽能材料(鈣鈦礦)、雷射和半導體之積體電路，並研發出了更節能、輕薄、平價及可以規模化量產之雷射元件，2月登上了國際知名學術期刊之先進材料（Advanced Materials），未來有希望取代現有品，可說是在積體光路領域之重大突破。
據《中央社》和《自由時報》報導，能源跟積體電路(IC)產業可謂日新月異，而鈣鈦礦跟光纖元件，分別在綠能、積體光學晶片中扮演了關鍵角色。因應節能跟微小化之趨勢，整合鈣鈦礦、光纖被視作下世代全光化IC之重要目標。
科技部9日舉行研究成果之記者會。在其支持之下，由東華大學之物理系教授馬遠榮、副教授賴建智、海洋大學之光電科學研究所之助理教授羅家堯跟洛杉磯加大之電機系教授劉佳明所組跨領域之研究團隊，已找到關鍵技術將鈣鈦礦做成了雷射。
科技部對此表示，研究成果不僅是彰顯台灣技術領先世界，也可滿足新世代全光化之積體電路更節能、更小之必要需求，幫能源材料和積體電路整合獲得先機。
科技部自然司之司長羅夢凡說，鈣鈦礦為一種過去較常使用於製作太陽能板之材料，這次研究團隊把它塗抹在光纖上面，而發展出首創可在室溫下操作且低耗能之相關材料雷射，將來有機會可整合進現有IC。
「積體電路」一詞業界耳熟能詳，事實上，因光傳遞訊號之速度更快，且有潛力提升資料處理之效率，因此在研究上持續都有往「積體光路」發展。
賴建志也指出，相比於在業界使用之鈣鈦礦雷射現有散熱不佳、僅能在低溫環境下操作、須昂貴之脈衝雷射驅動，體積較大、高維護成本，跟IC平台整合之困難增加等問題，該團隊研發出之雷射元件具備了製程平價、簡易且可量產、更能與IC整合之優點。
賴建志說，是把奈米級鈣鈦礦覆於具有原子級平整度、細於人髮之高品質單晶光纖，再搭配了奈米尺度之檢測，解開其高導熱係數跟兼具了微型共振腔等，大幅度縮小了雷射體積，也有效融合波導之光學特性與鈣鈦礦材料之增益特性。當浸泡至鈣鈦礦之溶液中，在高溫烤後，就能夠形成發光材料，
賴建志強調，由於本身便是光纖，有利於後續對接IC中之光纖，並且縮減元件之體積。未來如果能夠使用電激發，就有機會進到商業應用，並取代現有之半導體雷射。
另外，賴建志還表示，只要去調整鈣鈦礦內元素組成之比例，就可輸出不同波段之紅光、藍光、綠光等，具有客製化之彈性。未來於跨領域應用上面，可以大幅度減少積體光學晶片之複雜度與門檻。
100微米直徑之雷射光纖，上面塗滿了元素組成比例各異之鈣鈦礦，能輸出相異波段之光。(圖片來源:中央社)