锂硼酸盐薄膜光化学图案化用于可扩展的非线性光学超表面

锂硼酸盐是纳米光子器件（包括频率转换器、调制器和量子光源）中最受青睐的材料之一。然而，其在光子器件中的集成受到挑战，因为其具备显著的自下制造难题。因此，能够在保持材料质量的同时降低制造复杂度和成本的可扩展制造方法至关重要，以推动锂硼酸盐器件的发展。我们提出了一种用于锂硼酸盐可扩展图案化的光化学金属有机分解技术，无需恶劣刻蚀条件和干净室规范即可实现。该方法利用定制准备的光敏有机金属前体溶液作为负光刻胶。对薄膜经光刻掩模照射后的涂层进行以乙醇浸泡，可得到无定形图案，随后经 calcination 步骤即可转化为晶体锂硼酸盐。该方法使可扩展制造一系列复杂几何形状成为可能，特征分辨率可达 $30\,\mu\mathrm{m}$。图案化的锂硼酸盐结构表现出可调谐的第二谐波产生活性和各向同性光学响应。这一方法为制造锂硼酸盐光子器件提供了可扩展且低成本的途径，并有潜力可用于制造其他材料（如钡钛矿和锂钽）。