南开大学攻克铌酸锂纳米尺度加工难题

铌酸锂以其电光特性而闻名，已成为应用最广泛的光学材料之一。在信息时代，网络中的每一位电子数据都必须通过铌酸锂调制器转换成光子信息，然后通过光纤传输到世界各地。因此，铌酸锂在光电子时代被称为“光学硅”。然而，如何实现铌酸锂器件的微纳化和集成化是世界各国科学家竞相研究的问题。

经过五年的不断研究，南开大学教育部弱光非线性光子学重点实验室的许教授和任副教授成功加工出铌酸锂纳米结构。相关研究论文已于4月8日在《激光与光子学评论》在线发表。

早在30年前，人们就试图制造高质量、小型化的铌酸锂器件，希望生产高度集成的光电芯片，以实现超高速、大容量的光电信息转换、传输和处理。实现这一目标的关键在于铌酸锂纳米结构的加工，即光的性质和行为可以根据纳米尺度的要求任意调节和控制。

然而，长期以来，由于铌酸锂的高硬度和惰性化学性质的问题，传统的机械划片或化学蚀刻方法无法实现铌酸锂纳米结构的加工。这个棘手的问题极大地阻碍了小型化和集成化铌酸锂光电芯片和器件的发展。

经过技术研发，徐·和任·的团队开发了一种特殊的铌酸锂制备和处理工艺。聚焦高能镓离子束用于选择性轰击和去除铌酸锂分子。在厚度仅为100纳米的铌酸锂薄膜表面，制备了周期性排列的纳米线有序阵列，首次获得了一种新的人工材料“铌酸锂超结构表面”。

研究人员说:“这种新材料实现了入射光颜色的选择性透射，并获得了类似蝴蝶翅膀的结构色效应，这意味着我们找到了一种有效控制铌酸锂并赋予其新的光学性质的方法。”

这一结果表明，人们已经有能力在纳米尺度上精细控制铌酸锂的光学行为。该加工技术为铌酸锂这种独特的光电材料在微纳光子学、集成光子学等领域的应用打开了大门。