9月21日消息，华盛顿大学圣路易斯分校（WUSTL）、洛桑联邦理工学院（EPFL）与麻省理工学院（MIT）合作团队在《Nature》发表研究（DOI: 10.1038/s41586-026-11000-w，第一作者Yuan Meng），提出"光子乐高"式异质集成策略：先在最适合的母衬底上制备目标薄膜材料，再将其剥离为自支撑单晶纳米膜，借助范德华力堆叠或侧向缝合到任意光子模板上。

传统异质外延生长受晶格匹配与工艺兼容性制约，失配光子芯片上外延层质量显著劣化。新方法绕开了原子级匹配要求：单晶钛酸钡（BaTiO3）纳米膜转移至预制硅光子芯片，混合马赫-曾德尔调制器实现约0.29 V·cm的半波电压-长度积，有效Pockels电光系数约950 pm/V，比铌酸锂、钽酸锂等成熟电光材料高30倍以上；行波调制器3dB电光带宽超过23GHz。采用远程外延与剥离技术，砷化镓与氮化镓纳米膜集成到氮化硅光子平台，将光电探测范围拓展至紫外到近红外；钴铁氧体（CoFe2O4）薄膜与硅微环谐振器集成，获得约33800度/厘米的法拉第旋转系数、超18dB的非互易光传输消光比。团队还演示了BaTiO3与CoFe2O4纳米膜垂直堆叠于同一硅微环，实现电、磁双重调光。

该平台已实现从实验室样品到1英寸晶圆级钛酸钡的跨越，界面原子级锐利且热处理后键合稳固，为光通信、传感、光子计算与量子技术所需的多功能光子集成提供了材料组合自由度远超异质外延的路线。 （来源：Phys.org）