不对称的质子交换增强酸和低温直接结合与超薄异质接口
Yu Du1,2, Yuanshu Zou1, Bingxuan Zhu3
1State Key Laboratory of Precision Welding & Joining of Materials and Structures, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 8, 2024
概括
一种新的非对称表面激活方法使得先进的量子器件中 (LN) 和 (Si) 的强,可靠的结合成为可能. 这种技术创造了一个超薄的接口,提高了光子和量子应用的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子工程是量子工程的组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 上的酸 (LNOS) 是微电机系统 (MEMS) 和光子集成电路 (PIC) 的一个有前途的平台.
- 现有的LNOS粘合方法具有局限性,包括低界面强度和厚的间层.
- 对于开发先进的量子传感器和处理器来说,LNOS架构是至关重要的,这是由于酸尼的压光机械特性.
研究的目的:
- 为 (LNOS) 平台上的酸开发一种改进的制造方法.
- 克服现有的绑定技术在LNOS集成方面的局限性.
- 为了提高量子和光子应用LNOS的性能和可靠性.
主要方法:
- 对于粘合,采用了一个不对称的表面激活策略.
- 在基酸盐表面上使用了质子交换增强化学激活.
- 氧气等离子处理应用于表面.
- 表面功能组的脱水凝结是主要的结合机制.
主要成果:
- 在150°C下达到高达10MPa的显著粘合强度.
- 创建了一个非常薄的界面层 (<2 nm),没有无形酸.
- 证明了卓越的可靠性,压电性能,热管理和光学传输.
- 结合机制依赖于脱水凝结,与传统的扩散过程不同.
结论:
- 开发的不对称表面激活策略为LNOS制造提供了一个强大的方法.
- 这种创新方法显著提高了LNOS设备的界面特性和整体性能.
- 改进的LNOS平台非常适合下一代光子和量子技术.
