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LOL全球总决赛下注app手机版:台湾研究团队为首跨国团队大突破 激光元件更轻薄节能耐用 

(图/科技部)

在行政院科技部计划的支持下,国立东华大学物理系暨光电系赖建智教授领衔主导,与国立东华大学物理系马远荣教授、国立海洋大学光电系罗家尧教授以及洛杉矶加大(UCLA)电机系刘佳明教授,合组跨领域研究团队,历经两年研究,成功找到关键技术,将太阳能材料、激光与半导体积体电路(IC)集成,成为更轻薄、节能、平价制作成本及可规模化量产涂布制程的激光元件,并获登于今(2021)年2月国际顶尖学术期刊《雪铁龙材料》(Advanced Materials)。


近年,能源与积体电路产业日新月异,新兴太阳能源材料–钙钛矿与光纤元件,在绿能与积体光学芯片分别扮演关键角色。由于节能与微小化趋势,钙钛矿与光纤平台的集成,被视为下世代全光化积体电路之重要目标。目前全球积体电路制作已迈入数个奈米以下之微小制程,由此可见,实现低能耗与微型化光纤激光势在必行。


然而,多数钙钛矿激光因天生散热性较差,仅能于低温运作,无法兼容于室温下操作的全光化积体电路,且有违节能愿景;再者,多数钙钛矿激光仰赖昂贵脉冲激光驱动,相较于微型光纤元件,脉冲激光驱动代表大体积与高维护成本,在与IC平台集成上,困难度大增。


该研究团队在科技部补助之物理系所研究特色发展计划及相关个人计划鼎力支持下,率先提出以平价低制作成本、简易且可量产涂布法,将奈米级钙钛矿披覆于具原子级平整度之高品质单晶光纤上。在室温下实现极低能耗太阳能材料激光,一举突破科学界多年来所局限瓶颈,为全球所创。


此外,搭配奈米尺度检测,解开单晶光纤本身高导热系数与兼具微型共振腔等特性,颠覆以往科学界对钙钛矿热不稳定性和必要脉冲激光光驱动之认知,并大幅缩小激光体积至比人类头发直径更细小的单晶光纤上,有效融合光纤波导的光学特性和钙钛矿材料的增益特性。在未来跨领域的应用上,还可透过改变钙钛矿材料之成份,进一步得到多波长输出的光纤激光,这将大幅降低制备积体光学芯片的复杂度与门槛。


上述多项成果的突破性贡献,不仅彰显台湾激光技术领先全球,亦可满足下世代全光化积体电路更小、更节能之必要需求,为能源材料与半导体IC集成取得先机。此研究展现在基础科学研究上的超前布署,将有极大潜力加速未来积体光学芯片的发展与应用。