摩爾定律逐漸衰退之際，高效的有源片上集成光子器件因其高速率、低能耗、強抗干擾及豐富的調制策略，對于拓展未來信息處理與計算科學領域具有關鍵作用。全無機鈣鈦礦成為研究熱點，因其優(yōu)異的光電性能和可調控的能隙，特別適合應用于太陽能發(fā)電、發(fā)光二級管及激光器等領域。

近期，浙江嘉善復旦研究院聯(lián)合復旦大學研發(fā)的基于全無機鈣鈦礦的多功能集成光子器件問世，文章以“Inorganic Perovskite-Based Active Multifunctional Integrated Photonic Devices”為題發(fā)表于《自然·通訊》雜志。他們采用精細調整材料微觀結構和光學性質的方式，成功融合了各類光子組件，如微激光器、光波導、調制器和探測器，為實現(xiàn)高度集成的光子電路和芯片提供了新的途徑。

這篇論文由嘉善復旦研究院特聘專家、復旦大學微電子學院季力教授以及胡申青年研究員，孫清清教授共同擔任通訊作者，復旦大學信息科學與工程學院王俊副研究員亦參與撰寫，第一作者是來自復旦大學微電子學院的博士研究生韓琦。

研究團隊利用化學氣相沉積法生長良好的銫鉛溴（CsPbBr3）單晶鈣鈦礦薄膜，借助聚焦離子束刻蝕技術在薄膜上精密成型各種微納結構，從而制成的微米線激光器表現(xiàn)出極度的相干光子激射特性，激發(fā)閾值已達 48.7μJ/cm2，品質因子高達2，460。以此為基礎，研究人員又制出了諸多多功能集成光子器件，比如波導耦合器、Y形分束器、X型耦合器以及馬赫-曾德爾干涉儀等。

此項研究所揭示的不僅僅是無機鈣鈦礦在傳統(tǒng)光電器件方面的應用價值，如在光子芯片中承擔信號生成、傳遞、分離及調制等任務，更展現(xiàn)了單晶薄膜作為光源和操控元件在半導體集成光子器件中的潛力，提供了未來集成光子芯片的新型材料體系和制備策略。此外，這些光子器件還能夠與其它功能單元結合，執(zhí)行更加復雜的光信號處理和邏輯運算，為集成光子學和量子信息科技的發(fā)展開拓新方向，涵蓋了新型光子計算、量子通信和傳感技術等。

研究團隊認為，此此次研究成功主要源于跨學科間密切協(xié)作以及尖端生產(chǎn)工藝。未來將會繼續(xù)深入探索無機鈣鈦礦的未知功能及其應用，期望在光子學和光電子學領域取得更大突破。