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为5G通讯“强心”

admin2020-11-1814

晶体生长装备

研究人员正在进行产物性能测试。

福州大学用怪异工艺制成的磁光晶体质料薄片

100%依赖入口,日美筑起手艺壁垒

在福州大学化学学院的实验楼里,有一间晶体生长实验室,内里几台机械正在运转。透过小小的长方形玻璃视窗,可以看到机械内有一个异常不起眼的倒模装置。虽然肉眼看不出转变,但装置里一种异常稀缺的磁光晶体正在生长。

“这个薄片,就是光通讯元器件的核心部件。” 展示着手中一个已经完成加工,并被密封起来的晶体,福州大学化学学院光功效晶态质料研究所刘海鹏博士说道。

在刘海鹏的手机里,我们看到了这个玄色薄片的“前身”——法拉第磁光质料,它从倒模装置“出生”后,长相各不相同,有的像倒钟,有的像葫芦。“若是出生后无法加工成这样的薄片,就是废品。‘妊娠’不易,这种质料很珍贵。”刘海鹏说。

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法拉第磁光质料,顾名思义就是具有法拉第效应的特殊晶体质料,现在主要应用于光通讯领域。光通讯中必不可少的部件——光隔离器就需要用到这种质料。它在光信号传输中可确保光信号实现正向通过,反向隔离,同时还能降低系统传输信噪比、稳固光信号传输和珍爱光源。

作为要害质料,美国II-VI公司旗下的IPI和日本的GRANOPT是法拉第磁光质料商用领域的两大主力供应商,垄断了全球市场。海内生长5G通讯,自主生产法拉第磁光质料迫在眉睫。

福州大学化学学院光功效晶态质料研究所所长庄乃锋告诉记者,磁光质料是现在天下高科技领域具吸引力的一种新型功效质料,各个科技强国都在这一领域睁开猛烈的竞争,中国的研究起步晚,希望也不大。

磁光晶体质料的垄断性源自其生长方式庞大,直到2005年,日本的GRANOPT才实现商业化生产。由于质料掺杂改性难题,因此存在诸多手艺难题。想要突破壁垒,就要正视生产中三大瓶颈问题:结构、生长、性能。

12年磨一剑,研发磁光晶体质料有新方式

多年从事晶体研究,庄乃锋叹息,法拉第磁光质料的自主研发之路异常崎岖。“质料的工艺庞大,我们起步晚,日美筑起的手艺壁垒造成研发周期长,功效转化慢,因此许多海内团队纷纷放弃。”他透露,之前研发的许多质料制品都因为法拉第旋转角(<900deg/cm)这一要害指标不理想,不具备商用价值。

据介绍,从2009年最先,庄乃锋最先研究用自助溶剂导模提拉法来培育此类晶体质料,也曾申请到国家青年基金项目。厥后研究虽有所中止,但2015年后,磁光质料的研发重新进入视野,在前期研发的基础上,相关研究接力启动。

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