核心观点 - 北京大学研究团队在光学晶体生长领域取得重大突破，首创了“晶格传质-界面生长”新范式与“转角光学晶体”理论，成功制备出高质量的超薄转角光学晶体，该成果发表于《科学》杂志并入选2025中关村论坛年会重大成果 [3][7][9][11] 技术突破 - 团队摒弃了传统“盖房子”式的原子层堆砌晶体生长方法，该方法易导致缺陷积累、晶体面积小、纯度质量差 [5] - 提出全新的“晶格传质-界面生长”范式，灵感源于“顶竹笋”，让晶体从根基处被“顶”出来生长 [7] - 新方法生长速度极快，每分钟最快能长出50层原子，且能生长超过10万层厚度，原子排列整齐，有效避免缺陷 [7] - 为解决多层晶体中光波“相位失配”导致的“严重内耗”问题，团队借鉴“拧魔方”思路，提出“转角光学晶体”理论，将晶体层按特定角度旋转拼接，使其“齐心协力”释放强激光 [8][9] - 该方法结合了“顶竹笋”和“拧魔方”两种思路，制备出的晶体被称为“超薄转角光学晶体” [3][9] 应用与材料进展 - 新方法有望用于制备中国自主、性能优越的光学晶体，从而提升芯片集成度和算力，为新一代电子和光子集成电路提供新材料 [12] - 利用新方法，团队已成功制备出石墨、氮化硼、硫化钼、硒化钼等9种高质量的二维晶体 [12] - 将这些二维晶体用作晶体管材料，可显著提高芯片集成度，预计在指甲盖大小的芯片上，晶体管密度将得到大幅提升，实现更强大计算能力 [12] - 此类晶体还可用于光学电光调控，有望推动超薄光学芯片的应用 [12] 行业动态与未来方向 - 2025年，围绕光学晶体，国际和国内相继取得重要突破：新加坡南洋理工大学利用二维晶体实现了量子纠缠光源；美国哥伦比亚大学利用堆垛二维晶体实现了可见光高效输出；山东大学、南京大学团队构建了激光晶体的强耦合系统并实现了超宽带倍频激光输出 [12] - 未来，光学材料和技术将向更短波长、更高效率、更高集成化发展 [12] - 团队计划向极紫外波段（波长124纳米至10纳米）迈进，该波段主要应用于光刻技术和物质结构探测等领域 [13] - 目标是基于现有思路，研制出体积小、稳定性强、用途广泛的高性能固态极紫外光源，以推动极紫外光刻芯片、阿秒科学等前沿科技领域发展 [13]