可集成外延SrO(SrTiO3)N Ruddlesden-Popper薄膜中强可调控光学各向异性的工程化研究

研究人员通过标准工业生长工艺，成功制备出具有宽谱可调光学各向异性（双折射和二向色性）的Ruddlesden-Popper (RP) SrO(SrTiO3)N外延薄膜。该研究解决了传统各向异性材料难以集成的问题，通过调节RP序数N实现性能调控，并证实其可在Si和GaAs平台上实现外延生长，为紧凑型光子器件开发提供新方案。

　　

在光子器件领域，光学各向异性是实现光调控的关键特性，但传统体相各向异性材料既难以制备成薄膜，又面临光学损耗和复杂结构的集成难题。最新研究发现，采用标准外延生长技术制备的Ruddlesden-Popper (RP)型SrO(SrTiO₃)_N薄膜（STO-RP_N）展现出惊人的性能——这种由周期性插入SrO原子层的SrTiO₃晶格构成的材料，通过椭偏仪结合反射谱测量证实具有显著的宽谱二向色性和双折射特性。

更令人振奋的是，只需调整RP序数N（即每N个晶胞插入一个SrO原子面的周期），就能像调谐旋钮般精确调控光学各向异性强度。与需要复杂制备工艺的传统各向异性材料不同，STO-RP_N薄膜可直接在工业标准条件下生长，还能借助SrTiO₃模板在硅(Si)和砷化镓(GaAs)基板上实现外延集成。这项突破犹如为紧凑型光子器件打开了一扇新的大门，让高性能光学调制器、偏振控制器等器件的大规模制备成为可能。