科研團隊發明了一種新型“非互易飛秒激光極化鐵電疇”技術，將飛秒脈沖激光聚焦于材料“鈮酸鋰”的晶體內部，通過控制激光移動的方向，在晶體內部形成有效電場，實現三維結構的直寫和擦除。

 

這一新技術，突破了傳統飛秒激光的光衍射極限，把光雕刻鈮酸鋰三維結構的尺寸，從傳統的 1 微米量級（相當于頭發絲的五十分之一），首次縮小到納米級，達到 30 納米，大大提高了加工精度。

 

這一重大發明，未來或可開辟光電芯片制造新賽道，有望用于光電調制器、聲學濾波器、非易失鐵電存儲器等關鍵光電器件芯片制備，在 5G / 6G 通訊、光計算、人工智能等領域有廣泛的應用前景。

 

這一工作將飛秒激光極化技術與鈮酸鋰鐵電疇工程有機結合，突破了傳統技術的壁壘，首次在三維空間實現了納米鐵電疇可控制備。將其應用于量子光學領域，可實現高效、高維和窄線寬量子糾纏產生；在電子學領域，可以推動高性能鐵電疇壁納米電子器件的發展，譬如大容量可重寫非易失性存儲器；在聲學領域，納米周期的鐵電疇結構可以實現超高頻聲學諧振器和濾波器。飛秒激光極化技術可以進一步應用于其他鐵電晶體，包括鉭酸鋰和磷酸鈦鉀晶體等，并促進高性能三維光、聲、電集成器件的發展。

 

據悉，該項研究工作得到了科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金、固體微結構物理國家重點實驗室和人工微結構科學與技術協同創新中心的支持。