Ученые Центра компетенций НТИ «Фотоника» на базе ПГНИУ научились формировать наноструктуры на тонкопленочных подложках ниобата лития. Разработка уменьшит размер оптических чипов в 10 раз. Такой подход приближает нас к созданию отечественных фотонных интегральных схем, применяемых в телекоммуникациях и при создании различных датчиков физических величин.

Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Sciences.

Ученые использовали метод реактивного ионного травления для создания волноводов на поверхности тонких пленок ниобата лития.

«Наша научная группа работает с тонкопленочным ниобатом лития на изоляторе. Это совершенно новая, малоизученная материальная платформа, которая производит революцию в современной нанофотонике. Волноводы ниобата лития на изоляторе совмещают в себе все преимущество классических волноводов на протоннообменных технологиях, но при этом устройства потенциально могут иметь размеры в 10 раз меньше. Метод реактивного ионного травления — это одна из наиболее перспективных технологий для формирования волноводов в тонкопленочном ниобате лития на изоляторе, в то же время этот способ формирования наноструктур в таком материале является крайне мало изученным», – комментирует ассистент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники ПГНИУ Андрей Козлов.

Кроме того, использование такой материальной платформы позволят уменьшить размеры базовых интегрально-оптических элементов, например, кольцевых резонаторов. При использовании протонообменных волноводов в ниобате лития, радиус такого элемента составляет три сантиметра. В свою очередь разработка пермских ученых позволяет уменьшить радиус элемента до 50 – 100 мкм.

«За счет более высокого контраста показателей преломления, данная материальная платформа позволяет формировать волноводы с превосходной электрооптикой и нелинейными оптическими свойствами, которые нам знакомы по классическому ниобату лития, при этом габаритные размеры чипов будут существенно ниже», — продолжил Андрей Козлов.

Ученые продолжают работу над новым материалом. Дорабатывается технология травления, улучшается анизотропия процесса, для создания волноводов с необходимой геометрией.