积体光路突破 台美团队研究登国际期刊(组图)

下世代之积体光路研究大突破。台美研究团队研发出了更节能、轻薄、平价及可以规模化量产之雷射元件，2月登上了国际知名学术期刊之先进材料。(图片来源:中央社)

【看中国2021年3月10日讯】(看中国记者刘世民综合报导)下世代之积体光路研究大突破。台美研究团队历经了2年研究，整合太阳能材料(钙钛矿)、雷射和半导体之积体电路，并研发出了更节能、轻薄、平价及可以规模化量产之雷射元件，2月登上了国际知名学术期刊之先进材料（Advanced Materials），未来有希望取代现有品，可说是在积体光路领域之重大突破。

据《中央社》和《自由时报》报导，能源跟积体电路(IC)产业可谓日新月异，而钙钛矿跟光纤元件，分别在绿能、积体光学芯片中扮演了关键角色。因应节能跟微小化之趋势，整合钙钛矿、光纤被视作下世代全光化IC之重要目标。

科技部9日举行研究成果之记者会。在其支持之下，由东华大学之物理系教授马远荣、副教授赖建智、海洋大学之光电科学研究所之助理教授罗家尧跟洛杉矶加大之电机系教授刘佳明所组跨领域之研究团队，已找到关键技术将钙钛矿做成了雷射。

科技部对此表示，研究成果不仅是彰显台湾技术领先世界，也可满足新世代全光化之积体电路更节能、更小之必要需求，帮能源材料和积体电路整合获得先机。

科技部自然司之司长罗梦凡说，钙钛矿为一种过去较常使用于制作太阳能板之材料，这次研究团队把它涂抹在光纤上面，而发展出首创可在室温下操作且低耗能之相关材料雷射，将来有机会可整合进现有IC。

“积体电路”一词业界耳熟能详，事实上，因光传递讯号之速度更快，且有潜力提升资料处理之效率，因此在研究上持续都有往“积体光路”发展。

赖建志也指出，相比于在业界使用之钙钛矿雷射现有散热不佳、仅能在低温环境下操作、须昂贵之脉冲雷射驱动，体积较大、高维护成本，跟IC平台整合之困难增加等问题，该团队研发出之雷射元件具备了制程平价、简易且可量产、更能与IC整合之优点。

赖建志说，是把纳米级钙钛矿覆于具有原子级平整度、细于人发之高品质单晶光纤，再搭配了纳米尺度之检测，解开其高导热系数跟兼具了微型共振腔等，大幅度缩小了雷射体积，也有效融合波导之光学特性与钙钛矿材料之增益特性。当浸泡至钙钛矿之溶液中，在高温烤后，就能够形成发光材料，

赖建志强调，由于本身便是光纤，有利于后续对接IC中之光纤，并且缩减元件之体积。未来如果能够使用电激发，就有机会进到商业应用，并取代现有之半导体雷射。

另外，赖建志还表示，只要去调整钙钛矿内元素组成之比例，就可输出不同波段之红光、蓝光、绿光等，具有客制化之弹性。未来于跨领域应用上面，可以大幅度减少积体光学芯片之复杂度与门槛。

100微米直径之雷射光纤，上面涂满了元素组成比例各异之钙钛矿，能输出相异波段之光。(图片来源:中央社)