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微纳加工公司

本文分享一篇文章，该文章作者为丹麦技术大学的欧老师团队。

主要介绍了碳化硅材料在非线性集成光子学中的应用。

我们常见的键合技术 有硅玻璃键合 金金键合，金锡键合，金硅键合，临时键合等等 。但是当我们遇到一些需要低温键合，或者一些特殊材料时，或者应用场景时，上述键合方式很难满足一些特殊场景的应用，

因此科学家提出了表面活化键合技术，这种技术 使键合技术所覆盖的材料范围更加广泛，比如 

GaAs-SiC，InP-Diamond， LN-SiC，Si-Si，GaN-Dlamond,Sl-Diamond,蓝宝石-蓝宝石，金刚石-sic, sic-inp,sic-LN, ic-ga2o3,glass--glass，Si-SiC，Si-GaAs、GaAs- SiC、Si–SiC、SiC–SiC、Ge–Ge  、Al 2 O 3 -Al 2 O 3 ，GaP-InP， GaN-Si、LiNbO 3 -Al 2 O 3 、LiTaO 3 -Si and more(晶体，陶瓷，等等)

扩展的多材料的体系，将键合技术扩大了应用范围

*MEMS传感器             *光子集成电路                   *半导体激光器 

*功率器件                        *3D封装                        *异质集成

划重点--代工，代工，代工，卖设备

这种技术，小编前面分享的有些文章中有提到，但是当时小编才疏学浅，未能把握住这个技术的核心，但是最近，命运安排人咨询我

a.GaN-Diamond   b.Si-Si    c.恰好我在分享碳化硅集成光子学，这个技术也是核心之一。

因此小编后续的重心将会放在基于SAB的先进多材料键合技术的知识分享

此小编后续的重心将会放在基于SAB的先进多材料键合技术的知识分享

划重点：小编提供基于si+sio2+sic ，减薄+cmp/smartcut全套工艺的4H半绝缘碳化硅基片，助力SICOI在碳化硅光子学和mems种发展。

SICOI（两条工艺路线）

路线1：SMARTCUT 离子注入SICOI

优点：厚度控制精准

缺点：离子注入会对材质本身造成变化

Smartcut fabricated 6 inch SiCOI

High-purity semi-insulating 4H-SiC, on-axis, Orientation: {0001} ±0.25 deg, thickness: 1um±0.02um  (Wafer specification need to be checked before processing)

SiO2 thickness 3um，Si (100)，SiC c-face up, roughness Rq<0.2nm after CMP

路线2：减薄CMP--SICOI

优点：对材质本身不造成改变

缺点：厚度控制不精准

Grinding-CMP fabricated 6 inch SiCOI

High-purity semi-insulating 4H-SiC, on-axis, Orientation: {0001} ±0.25 deg, thickness: 1um±0.1um；

SiO2 thickness 3um，Si (100) 675+-25um

SiC C-face up, roughness Rq<0.2nm （5um*5um）after CMP ，

我们为客户提供晶圆（硅晶圆，玻璃晶圆，SOI晶圆，GaAs，蓝宝石，碳化硅（导电，非绝缘），Ga2O3,金刚石，GaN（外延片/衬底）），镀膜方式（PVD,cvd,Ald，PLD）和材料（Au Cu Ag Pt Al Cr Ti Ni Sio2 Tio2 Ti3O5，Ta2O5,ZrO2,TiN，ALN,ZnO,HfO2。。更多材料），键合（石英石英键合，蓝宝石蓝宝石键合）光刻，高精度掩模版，外延，掺杂,电子束直写等产品及加工服务(请找小编领取我们晶圆标品库存列表，为您的科学实验加速。

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摘要

碳化硅是一种宽带隙半导体材料平台，已成为非线性集成光子学的一种特殊材料。在不同的多晶结构中，4H-碳化硅绝缘体堆栈因其低损耗而显示出良好的效果，这对于通信、计量和光谱等商业应用至关重要。高 Q 值和低损耗微环谐振器对于这些应用中的小型化和光子集成至关重要。本观点强调了最近在提高基于 4H-碳化硅的微谐振器品质因数方面的进展，以及在三阶非线性实验结果方面取得的进展。此外，本信函还讨论并概述了将 4H-碳化硅微环谐振器集成到频率梳技术和潜在应用中的前景。

I. 简介

光学微环谐振器 (OMRR) 在推动小型化和非线性集成光子学的发展方面发挥了至关重要的作用。通用 OMRR 由一个闭环波导和一个位于最佳距离的集成直波导组成，也称为全通 OMRR，如图 1(a) 所示。光通过衰减耦合通过集成直波导耦合到腔体中。此外，腔内的耦合强度由间隙控制。随后，间隙调节腔内耦合的强度，导致由于全内反射而耦合光的限制。在腔内，随着从直波导耦合的光以 2 π 的相位差 (ΔΦ) 与受限光发生干涉，光的强度逐渐增强。简单来说，当微腔的光路长度是输入波长的整数倍时，腔内相互作用的光会表现出建设性干涉。1 从数学上讲，它可以表示为 Lneff = mλres ，其中 L 是腔的有效长度（周长即 2 π r），neff 是有效折射率，m 是整数（模式数），λres 是第 m 个谐振波长。满足谐振条件后，腔处于谐振状态，并获得具有多个谐振的输出透射光谱，如图 1(b) 所示。从透射光谱中，谐振模式的最小值和最大值之间的差异是消光比 (ER)，相同偏振的谐振波长之间的间隔是自由光谱范围 (FSR)。FSR 可以用数学形式表示如下：FSR = λ2 /ngL，其中 FSR 与群折射率 (ng) 和腔半径 (R) 相关。此外，品质因数 (Q) 是 OMRR 的另一个重要特性，它表征了 OMRR 的性能，该性能源于微腔内储存的能量。2 实验中，Q 或加载 Q (Ql) 是谐振波长与其半峰全宽 (FWHM) 之比，即 Ql = λr /FWHM。2 然而，在集成 OMRR 中，Q 因子是两个贡献的总和：固有 Q (Qint) 和耦合 Q (Qc)。Qint 和 Qc 分别表示微谐振器的固有损耗和耦合损耗。加载 Q 可以用数学表示为 3

根据Qint，波导的传播损耗可以用公式a= 2πng /(Qintλ)计算，其中a表示OMRR中每次往返的波振幅衰减。该值可以轻松转换为以dB / cm为单位的传播损耗。图2提供了一个参考图，可以根据指定的固有品质因数和群折射率（ng）直接估算以dB / cm为单位的传播损耗，其中群折射率（ng）在1560nm波长下的范围为2.0至3.0。具体来说，对于4H碳化硅（SiC），ng通常在2.5和2.7之间。

图 1. (a) 全通微环谐振器的示意图。(b) 全通微环谐振器的输出透射光谱。

在本篇观点中，我们重点介绍了基于 4H-SiC 的高 Q 因子微谐振器的进展。我们讨论了基于 4H-SiC 的芯片级非线性光子学研究的最新进展，特别强调了克尔光频梳。我们强调了基于 4H-SiC 的各种微梳演示及其在不同商业领域的应用的重要性。最后，我们简要概述了基于 4H-SiC 的集成光子学的未来潜力及其多种应用

图 2。该图说明了波长为 1560nm 时传播损耗、固有品质因数和群折射率之间的相关性。它能够根据固有品质因数和群折射率的指定值直接确定传播损耗。

II. 最新技术

迄今为止，已经探索了各种材料平台以用于非线性光子学研究和未来的集成应用。这些平台包括晶体氟化镁 (MgF2)、4,5 氟化钙 (CaF2)、6 氟化锶 (SrF2)、7 氢化物、8 二氧化硅 (SiO2)、9 硅 (Si)、10 氮化硅 (Si3N4)、11,12 铌酸锂 (LiNbO3)、13 砷化铝镓 (AlGaAs)、14 五氧化二钽 (Ta2O5)15

以及宽带隙半导体平台，如氮化铝 (AlN)、16,17 氮化镓 (GaN)、18 磷化镓 (GaP)、19 金刚石20 和 SiC。21–23 实现理想光子集成电路 (PIC) 的基本特性包括高折射率（在 1550nm 左右为 2.6）、23,24 二阶和三阶非线性，沿宽带隙。碳化硅以其强大的普克尔斯和克尔非线性脱颖而出，可实现快速电光调制和高效的波长转换。同时，它具有宽带隙（2.4-3.2eV）、宽光学透明范围（0.387-5.6μm）、高热导率和电信波长下最小的双光子吸收（TPA）。25,26这些特性使其成为单片集成非线性光学的诱人且有前途的平台。24,27

碳化硅表现为几种不同的多型体，代表其晶体结构的变化，其中最广为人知的碳化硅多型体是3C、4H和6H。此外，除了这些SiC多型体之外，非晶SiC（a-SiC）也表现出有利于非线性光子学的优异特性。卓越的性能，加上与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的兼容性，十多年来一直吸引着研究人员和科学家对 SiC 进行广泛探索。此外，OMRR 的迷人之处在于它可以产生大量非线性物理现象，这全都归功于其强大的光与物质相互作用。这种相互作用由高 Q 因子促进，为非线性相互作用的丰富动态提供了深刻见解，例如克尔频率梳、28,29 拉曼频率梳、30,31 亮孤子、32,33 暗孤子、34 呼吸孤子、35,36 孤子晶体、37,38 以及微腔内的许多其他现象。

4H–SiC 表现出二阶和三阶非线性。三阶非线性已被广泛研究，例如四波混频、光参量振荡 (OPO)、光频梳和三阶谐波产生 (THG)。相比之下，关于二阶非线性的出版物较少，包括二次谐波产生39,40 和电光效应。关于电光调制器，3C–SiCOI41 比 4H–SiCOI 表现出更有希望的结果。42 需要进一步研究以揭示 4H–SiCOI 中快速普克尔斯效应的潜力。

A. 4H-SiC 集成平台

在所有的 SiC 多型体中，4H 表现出了稳健而优异的光学特性，如表一所列。为实现严密的飞行限制，绝缘体上 SiC (SiCOI) 集成平台备受追捧。通常采用两种方法来制造 4H-SiCOI。第一种方法涉及离子切割工艺，该工艺将 SiC 薄膜从体 SiC 晶片转移到绝缘体衬底上。27,43 首先，将氢离子注入体晶片以在表面下方形成损伤层。离子穿透的深度由离子束的能量控制。相反，通过热氧化或化学气相沉积在 Si 衬底上形成 SiO2 层。在 SiC 晶片与衬底晶片键合之后，发生高温退火，在缺陷层中产生氢泡，促进 SiC 衬底分离，SiC 薄膜粘附在衬底上，从而形成 SiCOI。最后一步是化学机械抛光 (CMP)，以去除缺陷界面并使顶面光滑。该方法允许晶圆级制造，具有出色的薄膜厚度均匀性。然而，离子注入工艺会在 SiC 薄膜中引入大量缺陷，导致光在波导中传播时损耗很大。虽然已经观察到高温退火有助于 SiC 层内的缺陷恢复，但 OMMR 的品质因数仍然限制在 100K。21,44

或者，在第二种方法中，可以通过研磨和 CMP 获得 SiCOI 堆栈。在这种方法中，SiC 晶片直接键合到 SiO2-on-Si 衬底上。随后，进行研磨以将 SiC 晶片厚度从数百微米减小到数十微米。然后使用 CMP 来平滑顶面，同时进一步稍微减小厚度。也可以使用干蚀刻作为替代方法，将厚度从数十微米减小到几微米，然后进行 CMP。

表 I. 4H-SiC 在 1550nm 下的光学特性，已通过实验表征，包括带隙、折射率 n、横向磁 (TM) 极化模式下的非线性折射率 n2、电光 (EO) 系数 r 和热光系数 dn/dT。21,22,26,42

图 3. 绝缘体上 4H–SiC 微环谐振器的固有品质因数。23、31、40、44–47 绿点、黑点和红点表示在 DTU、SU 和 CMU 进行的工作。

图 3 显示了丹麦技术大学 (DTU)、斯坦福大学 (SU)、卡内基梅隆大学 (CMU) 和 SiCOI 堆栈研磨法获得的微环谐振器的固有品质因数。23,31 通过 SiCOI 堆栈研磨法获得的品质因数比通过离子注入法获得的结果大几十倍。由于在此过程中没有在 SiC 薄膜中引入缺陷，因此薄膜中的光损耗与块体材料的固有损耗一样低。因此，OMRR 的品质因数达到几百万。

当具有低材料损耗的 4H-SiCOI 堆栈可用时，OMRR 通过以下步骤制造：(i) 电子束光刻将图案从设计转移到电子束光刻胶；(ii) SiC 干法蚀刻将图案从电子束光刻胶转移到 SiC 芯层；以及 (iii) 在图案化 SiC 芯层顶部沉积 SiO2 层以进行保护。图 4 显示了步骤 (ii) 之后部分 OMRR 的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。

图 4. 4H–SiCOI OMRR 的扫描电子显微镜图像

实现低损耗波导的关键是确保波导的所有表面都是光滑的，这样光就不会因为粗糙表面的散射而丢失。波导的光滑侧壁要求在电子束光刻和干法蚀刻工艺的每个步骤中都进行极其细致的工程工作。为了避免电子束光刻胶侧壁粗糙度的重复，除了光刻胶厚度之外，还需要优化曝光和显影条件。当电子束光刻胶具有光滑的侧壁图案时，它就可以用作后续干法蚀刻的软掩模了。蚀刻配方中有许多可变参数，包括前体气体、气体流速、腔室压力、压板功率、线圈功率和基板温度。再次，经过无休止的工程工作后，必须获得优化的配方，从而实现光滑的侧壁，同时考虑选择性和线宽减少等其他平衡。

此外，还有几种用于 SiC 表面平滑的 CMP 方法，包括氧化剂辅助 CMP、电 CMP、等离子辅助 CMP 和热氧化辅助 CMP。44,48 –51

对于第一种方法，将强氧化剂（例如 H2O2 和 KMnO4）与 SiO2 纳米颗粒混合。在抛光过程中，SiC 可以被氧化，表面变软，便于抛光。电 CMP 和等离子辅助 CMP 可以促进表面氧化，实现高效抛光。热氧化辅助 CMP 是将 SiC 表面热氧化，然后用磨料抛光，可实现低至 <0.1nm 的表面粗糙度。44,52 本文中提出的以下实验结果基于通过研磨 CMP 方法制造的 4H–SiCOI OMRR。

B. 拉曼辅助梳状和克尔梳状

图 5. (a) 0.63μm 厚 4H–SiCOI微谐振器的二维横截面示意图，其侧壁角 (θ) 为 80o，嵌入 SiO2 中。(b) R 为36μm 且环宽 (RW) 为 1 μm 时 TE00 偏振模式的模拟积分色散 (Dint)。53

图 5 描绘了制造的 4H–SiCOI 微谐振器的示意性二维 (2D) 横截面，我们给出了模拟结果来评估该设备的性能。对于我们的 4H–SiCOI 设备，我们采用了半径为 36 μm 的微谐振器，横截面积为 1 × 0.63μm2（宽度×高度），如图 5(a) 所示。4H–SiCOI 波导嵌入二氧化硅 (SiO2) 中，以实现更强的光限制和几何和材料色散的控制。为了计算色散和波导模式，我们使用商业多物理软件 COMSOL 进行了有限元建模 (FEM) 模拟。计算出的横向电场 (TE) 的积分色散 (Dint) 图如图 5(b) 所示。在1.56μm左右可以实现异常色散（D2>0），并且提取的TE00的D2/2π值约为34MHz。

产生具有宽带宽的克尔光频率对于集成片上光子学具有重要意义。实现强大的三阶非线性和降低损耗是实现有效四波混频 (FWM) 的关键要素。碳化硅以其强大的三阶非线性效应而闻名，具有四个活性声子，即 A1(LO)、E1(TO)、E2(TO) 和 E2(TA)。39,54

图 6. 泵浦功率和波长分别为 350 mW 和 1566nm 时记录的拉曼和克尔梳光谱。左上插图是相应的拟合泵浦波长，约为 1566nm。53

图 6 显示了拉曼辅助梳和克尔梳在 1450-1950nm 波长范围内的记录光谱。这是通过采用嵌入 SiO2 的半径为 36 μ m 的 4H-SiCOI OMRR 实现的，其详细制造工艺在参考文献 23 中概述。在泵浦波长约为 1566nm 时，提取的 Qint 约为 0.3 × 106，对应的传播损耗约为 1.2dB/cm。为了获得拉曼和克尔梳，我们采用了非典型的单泵浦装置。我们将泵浦波长设置在连续波 (CW) 激光器上，并使用掺铒光纤放大器进行放大。放大的光在波导中发射。通过将激光波长从共振波长的蓝色失谐位置调整到红色失谐位置，我们观察到在波长偏移 ~776cm-1 处出现强斯托克斯线，对应于声子 E2(TO)。23 进一步调整激光波长导致出现腔级联拉曼梳线。同时，通过泵浦的克尔效应（即 FWM）产生克尔梳。值得注意的是，拉曼梳和克尔梳共同扩展了频率梳带宽，29 如图 6 所示，涵盖 1450-1950nm 的波长范围。虽然目前还没有在 4H-SiC 材料平台上的报道，但对克尔-拉曼相互作用的进一步研究，特别是在锁定频率梳方面，可能会在未来的研究中有所揭示。55

C. 孤子晶体

微谐振器孤子晶体 (SC) 是 OMRR 内均匀分布的孤子，其中每条梳状线都表现为超模，有效占据微腔。科学家对 SC 的显著特性特别感兴趣，尤其是其无缺陷结构、均匀分布和增强的能量与有前景的应用（特别是在通信领域）相关。37,38

图 7. (a) 片上功率为 230 mW 时测量的 4H–SiCOI OMRR 的传输。(b) 测量的 SCs 演化光谱：(i) 主梳，(ii) 调制不稳定性梳，和 (iii) 孤子晶体。(c) 在同一 4H–SiCOI 微谐振器中测量具有不同线间距 (I–III) 的 SCs 的光谱。sech2 拟合由光谱 (I–III) 中的红色实线表示。

为了通过实验展示 SC，我们使用半径为 36 μm 的 4H-SiCOI OMRR，其倒锥度宽度略有变化。在同一个 OMRR 中激发具有不同线间距的多 FSR SC。在图 7(a) 中，描绘了横向电 (TE) 偏振模式的三角形传输轨迹，发生在 1544nm 附近，片上功率为 230 mW。传输轨迹上以不同颜色突出显示的标记区域（i-iii）表示访问主梳的波长跨度，即泵浦周围的第一对多 FSR 边带、调制不稳定性梳（MI，即增强振荡边带）和 SC。随后，图 7（b）展示了主梳、MI 梳和 SC 的记录光谱。为了评估三个梳状状态，我们使用从泵浦波长的蓝色到红色区域的前向调谐技术并以 1nm/s 的速度慢速扫描。此外，通过以一个 FSR [1544nm (I)、1548nm (II) 和 1552nm (III)] 为间隔调整泵浦波长，产生的 SC 的线间距分别相当于 FSR 的 6、10 和 6 倍，如图 7（c）所示。此外，Sech2 D. 可调拉曼激光器

光学微谐振器中受激拉曼散射 (SRS) 和拉曼激光的研究是一项有趣的追求。这项研究涉及将光限制在高 Q 微腔内，从而降低拉曼激光所需的阈值功率。此外，使用电信波长进行泵浦并在近红外区域产生拉曼线（新频率），可以探索微梳应用的新机会。在拉曼活性材料范围内以任何所需波长在集成微谐振器上产生相干光的潜力对研究人员具有很强的吸引力，有助于未来将非线性光子学集成到量子光子学电路中。30,57

我们通过实验证明了 4H-SiCOI 微谐振器中的拉曼激光。通过在电信（C 波段）波长范围 1541-1560nm（195-190THz）进行泵浦，我们可以在 1750nm（~170THz）附近实现拉曼激光，片上功率为 350mW。图 8 描绘了测量的拉曼激光及其特性。在 1545nm 附近正向调谐 TE 高阶偏振模式会导致在拉曼位移 ~777.6cm-1 处产生稳定的斯托克斯线，如图 8（a）所示。这对应于 E2（TO）声子。26 图 8（a）的插图显示了输入片上功率与拉曼激光之间的线性相关性。启动拉曼激光的片上阈值功率约为 30mW。为了演示拉曼激光，我们将激光泵浦波长调整到 1540-1560nm 范围内。如图 8(b) 所示，在较长的波长区域 (1750-1780nm) 中出现了不同的斯托克斯拉曼激光。每条斯托克斯线在片上功率约为 170mW 时单独测量，I-VI 分别对应于六个不同的泵浦波长。此外，第一条斯托克斯线的频率偏移约为 23THz，如图 8(c) 所示。片上低成本激光器在室温下工作，可用于多种应用。这些应用范围从生物诊断到传感，包括大气和防御等。57,58

图 8. 拉曼激光的测量光谱和特性。（a）泵浦波长接近 1545nm 且片上功率约为 170 mW 时的拉曼光谱，拉曼线偏移约为 777.6cm-1，边模抑制约为 60dB。右侧插图是斯托克斯线阈值功率接近 1756 与泵浦功率的关系。（b）通过改变 C 波段（~1540–1560nm）中的泵浦，记录了约 40nm 范围内的离散斯托克斯线。（c）离散斯托克斯线和相应的泵浦谐振频率尺度和频移约为 23THz。

III. 结论和未来展望

在本展望中，我们分析了制造高 Q 值 4H–SiCOI OMRR 的进展，并探讨了增强低损耗 SiC 基微腔技术的努力。我们深入研究了 4H–SiCOI 中强三阶非线性的重大影响，讨论了其对生成丰富的非线性克尔频率梳（包括克尔梳、拉曼和克尔梳以及拉曼激光器）的贡献。我们相信，随着更多令人兴奋的频率梳结果的出现，这个列表将会不断增加。产生宽带和节能频率梳的潜力确实可能具有重要的商业应用，例如通信、59 光谱学、60 传感、61 量子信息处理和通信。62,63 随着这些技术进步的进展，4H-SiC 微谐振器光频梳装置的商业化似乎是可行的，有可能为各个行业带来一个高效、可扩展的解决方案的新时代。

实现低损耗和高品质因数微谐振器是未来片上光子集成的关键。64,65 对光参量振荡 (OPO) 和拉曼激光器中低阈值功率的需求进一步加剧了这一追求。66 参考文献 31 中描述的设计强调了一个例子。本研究探索了半径为 43 μm 的 OMMR，其间隙为 200nm。SiC 层的高度为 700nm，基座层为 125nm。它检查了泵浦波长 (λp) 为 1550nm 和斯托克斯波长 (λs) 为 1760nm 的拉曼激光器。在 λp 处 OPO 的功率阈值可以写为

Pth ≈ πnVeff Qc;p /(4λsn2 Q;p)。

47 折射率 n 取为 2.6，如表 I 所示，群折射率 ng 为 2.7。有效模式值 (Veff) 为 270 μm3，n2 选为 9.1 × 10-19m2 /W，用于 4H-SiC 中的 TE 极化。Q 的下标 l、c、p 和 s 表示负载/耦合和品质因数的泵浦/斯托克斯波长。泵浦波长处的 Qc 为 1.4 × 106。从图 9 可以看出，数值模拟显示，随着 Qint 的增加，观察 OPO 的功率阈值会降低。但是，当 Qint 超过 1000 万时，功率阈值的降低会稳定下来。超过此 Qint 值后，功率阈值将达到约 0.7 mW。使用 Pth ≈ π2 n2 Veff Qc;p /(λp λsgR Q;pQl ;s ) 计算的启动拉曼激光的功率阈值也呈现出类似的趋势。67 λs 处的 Qc 为 0.6 × 106，拉曼增益系数 (gR ) 估计为 0.75cm/GW。在 Qint 因子为 10 × 106 时，观察到的拉曼激光功率阈值约为 1.4 mW。这些发现突出了Qint的目标，超过这个目标，在4H-SiCOI光子器件中，进一步降低OPO和拉曼激光器的损耗和提高Q的收益就会递减。从这个意义上讲，Qint的目标可以设定为10×106，以平衡收益和努力。

图 9. 具有不同内在质量因数的 OPO 和拉曼激光器的功率阈值。

随着 4H-SiCOI 纳米加工技术的进步以获得低阈值功率 OPO68 和拉曼激光器57，色散工程69 在发生高效非线性过程的地方也同样重要。根据表一，4H-SiCOI 具有高三阶非线性和二阶非线性。作为三阶非线性的一个示例，这里介绍了克尔频率梳的良好结果。利用 4H-SiCOI OMRR 已经实现的低损耗和良好的色散控制，我们相信其他三阶非线性如自相位调制、交叉相位调制和第三谐波产生也有光明的前景。这些将导致基于该材料平台的各种新设备和应用。此外，通过结合 4H-SiCOI 的独特性质和纳米加工工程，可以释放二阶非线性。其中，4H–SiCOI快速电光调制器被认为是下一个突破点。41,42

当4H–SiCOI OMRR的Q达到~1×106时，从图2可以看出，相应的传输损耗低至0.4dB/cm，这也满足了在量子区工作的器件的要求。因此，作为4H–SiCOI的坚实基础，包括SiC薄膜转移的纳米技术、低损耗波导制造和色散控制，4H–SiCOI OMRR将因其独特的光学特性找到新的器件和应用。它将在经典光子集成电路和量子光子集成电路中占据主导地位。70–72