济南大学团队突破8英寸铌酸锂晶体生长技术 助力光通信产业发展

10/19/2023，光纤在线讯，最近，济南大学前沿交叉科学研究院刘宏教授的朋友圈更新了这样一条信息：经过近一年的攻关，几十炉的摸索，德辉和他的小伙伴们终于掌握了完美的8英寸铌酸锂晶体生长技术。助力大尺寸铌酸锂薄膜制备、推动光集成光电集成器件的发展，实现我国新一代信息产业的全链条突破。路很长，但所有人都信心十足……这一信息引来了无数点赞。

铌酸锂晶体材料因其具有优异的电光、声光和非线性光学效应，随着材料新特性逐步发展，新应用推陈出新，被广泛认定是新一代信息产业关键技术的核心材料。

前不久，济南大学刘宏、孙德辉教授团队利用提拉法成功生长出直径8英寸（200 mm）X-轴铌酸锂单晶，这是该团队继2021年突破声学芯片用Z轴、128Y等方向8英寸铌酸锂晶体生长技术后，铌酸锂晶体生长技术获得的又一次重要突破。

近年来，基于铌酸锂单晶薄膜的集成光电子器件可实现单通100G以上超高带宽的高速光调制，已经成为国际上的研究热点和开发的重点领域。铌酸锂是整个光通信世界的守门人，铌酸锂对于光通信来说，相当于硅在半导体行业中的地位一样。国际科研界已经预判：现在已经进入“铌酸锂谷”的时代。

光电子器件集成依赖的微加工工艺主流产线为8英寸半导体产线，因此，8英寸X轴铌酸锂晶体作为新一代信息技术集成光电子芯片急需的基础材料备受重视。但是，国内市场上只有3寸、4寸X轴铌酸锂晶体产品，日本企业在去年宣布实现了8英寸X轴铌酸锂的小批量试制。所以8英寸X轴铌酸锂晶体成为了限制我国新一代信息技术发展的关键基础材料。

济南大学以孙德辉教授为带头人的“光电功能晶体团队”在国家级人才刘宏教授的指导下，自2017年开始对各种高品质、大尺寸铌酸锂晶体生长技术与器件展开研究，在国家自然科学基金、山东省自然科学基金重大基础研究项目和学校人才基金支持下，先后突破了8英寸Z轴和128Y轴铌酸锂晶体生长技术，并实现千万级科技成果转化，与企业联合创建了山东恒元半导体科技有限公司，目标实现8英寸铌酸锂晶体产业化。

此次8英寸X轴铌酸锂晶体生长技术的研发成功，标志着我国新一代信息技术关键基础材料的卡脖子技术实现了突破，未来团队将进一步提高8英寸X轴铌酸锂晶体生长质量，并尽快完成中试实验，为我国信息产业基础材料的发展提供坚实保障。

谈及该技术的转化过程，孙德辉教授说，工厂开始批量生产是个漫长的过程，包括数道准备程序：配料、混料、压块、烧料等多晶料准备工作，以及最关键一步“保温材料定型制作温场”。“那个时候我们充满干劲，团队成员在暑假期间，早上从学校出发去公司，晚上天黑才回来。在公司搭建生产线的过程中，一天启动一台新设备，完成一道工序，每天都充满了成就感。”
对于未来，团队成员们都很有信心，光子集成芯片国产化的道路上竞争很激烈，但前途很光明，值得每个科研工作者去探索，脚步从未停止。

来源：齐鲁壹点