Նիհար ֆիլմ Lithium Niobate (LN) ֆոտոդետեկտոր

Նիհար ֆիլմ Lithium Niobate (LN) ֆոտոդետեկտոր

Lithium Niobate (LN) ունի բյուրեղապակի եզակի կառուցվածք եւ հարուստ ֆիզիկական էֆեկտներ, ինչպիսիք են ոչ գծային էֆեկտները, էլեկտրոօլեէլեկտրական էֆեկտները եւ պիեզոէլեկտրական էֆեկտները: Միեւնույն ժամանակ, այն ունի լայնաշերտ օպտիկական թափանցիկության պատուհանի եւ երկարաժամկետ կայունության առավելություններ: Այս բնութագրերը կարեւոր հարթակ են դարձնում ինտեգրված ֆոտոնիկայի նոր սերնդի համար: Օպտիկական սարքերում եւ օպտոէլեկտրոնային համակարգերում LN- ի բնութագրերը կարող են ապահովել հարուստ գործառույթներ եւ ներկայացում, նպաստելով օպտիկական հաղորդակցման, օպտիկական հաշվարկների եւ օպտիկական զգայական ոլորտների զարգացմանը: Այնուամենայնիվ, Lithium Niobate- ի թույլ կլանման եւ մեկուսացման հատկությունների պատճառով լիթիումի նիոբատի ինտեգրված կիրառումը դեռ կանգնած է դժվար հայտնաբերման խնդրին: Վերջին տարիներին այս ոլորտում հաշվետվությունները հիմնականում ներառում են WaveGuide ինտեգրված ֆոտոդետրորներ եւ հետերոժգունկային ֆոտոդետրեկտորներ:
Lithium Niobate- ի հիման վրա ալիքային ինտեգրված ֆոտոդեկտորը սովորաբար կենտրոնացած է օպտիկական հաղորդակցության C-Band (1525-1565NM) վրա: Գործառույթի առումով, հիմնականում խաղում է առաջնորդվող ալիքների դերը, մինչդեռ օպտոէլեկտրոնային հայտնաբերման գործառույթը հիմնականում ապավինում է կիսահաղորդիչներին, ինչպիսիք են սիլիկոնը, III-V խմբային նեղ Bandgap- ը եւ երկչափ նյութերը: Նման ճարտարապետության մեջ լույսը փոխանցվում է Lithium Niobate օպտիկական ալիքով ցածր կորուստով, այնուհետեւ ներծծվում է այլ կիսահաղորդչային նյութերի միջոցով `հիմնվելով ֆոտոէլեկտրական էֆեկտների վրա (օրինակ, էլեկտրական ազդանշանների վերածում էլեկտրական ազդանշանների: Առավելությունները բարձր գործառնական թողունակություն են (~ ԳՀց), ցածր գործառնական լարման, փոքր չափի եւ ֆոտոնիկ չիպի ինտեգրման հետ համատեղելիության վրա: Այնուամենայնիվ, լիթիումի նիոբատերի եւ կիսահաղորդչային նյութերի տարածական տարանջատման պատճառով, չնայած նրանք յուրաքանչյուրը կատարում են իրենց գործառույթները, միայն դեր են խաղում ալիքների ուղեկցող եւ այլ գերազանց արտասահմանյան հատկություններ: Կիսահաղորդչային նյութերը դեր են խաղում միայն ֆոտոէլեկտրական փոխարկման մեջ եւ միմյանց հետ լրացնող զուգավորում չունեն, ինչը հանգեցնում է համեմատաբար սահմանափակ գործող խմբի: Հատուկ իրականացման առումով լույսի աղբյուրից լույսի աղբյուրից լույսի աղբյուրից լույսի միացումը հանգեցնում է զգալի կորուստների եւ գործընթացների խիստ պահանջների: Բացի այդ, լույսի իրական օպտիկական ուժը շրջանցեց կիսահաղորդչային տարածաշրջանում կիսահաղորդչային սարքի ալիքին, դժվար է տրամաչափել, ինչը սահմանափակում է դրա հայտնաբերման կատարումը:
ԱվանդականՖոտոդետրերՊատկերային դիմումների համար օգտագործվածը սովորաբար հիմնված է կիսահաղորդչային նյութերի վրա: Հետեւաբար, լիթիումի niobate- ի համար դրա ցածր լույսի կլանման մակարդակը եւ մեկուսիչ հատկությունները դա անկայունորեն չեն նպաստում ֆոտոդետեկտորի հետազոտողներին, եւ նույնիսկ դաշտի դժվարին կետը: Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին Heterojuncunction տեխնոլոգիայի զարգացումը հույս է բերել լիթիումի նիոբատի վրա հիմնված ֆոտոդետրեկտորների հետազոտությանը: Ուժեղ թեթեւ կլանված կամ գերազանց հաղորդունակությամբ այլ նյութեր կարող են տարասեռ ինտեգրվել լիթիումի niobate- ի հետ `փոխհատուցելու դրա թերությունները: Միեւնույն ժամանակ, իր ինքնաբուխ բեւեռացումը իր կառուցվածքային անիմաստականի պիրոէլեկտրական բնութագրերի դրդմամբ կարող է վերահսկվել `լույսի ճառագայթահարման տակ տաքացնելով, դրանով իսկ փոխելով օպտոէլեկտրոնային հայտնաբերման համար: Այս ջերմային էֆեկտն ունի լայնաշերտ եւ ինքնազարգացման առավելություններ եւ կարող է լավ լրացնել եւ միաձուլվել այլ նյութերի հետ: Ther երմային եւ ֆոտոէլեկտրական էֆեկտների համաժամանակյա օգտագործումը նոր դարաշրջան է բացել լիթիումի niobate վրա հիմնված ֆոտոդետրորների համար, հնարավորություն տալով սարքերի, երկու հետեւանքների առավելությունները համատեղելու համար: Եվ հնարավոր է թերություններ կազմել եւ հասնել առավելությունների լրացման ինտեգրմանը, այն վերջին տարիներին հետազոտական ​​թեժ կետ է: Բացի այդ, իոնային իմպլանտացիայի, ժապավենի ինժեներիայի եւ թերության ինժեներիայի օգտագործումը նույնպես լավ ընտրություն է լիթիումի նիոբատը հայտնաբերելու դժվարությունը լուծելու համար: Այնուամենայնիվ, լիթիումի նիոբատի բարձր վերամշակման դժվարության պատճառով այս դաշտը դեռ բախվում է մեծ մարտահրավերների, ինչպիսիք են ցածր ինտեգրումը, զանգվածային պատկերապատման սարքերը եւ համակարգերը, եւ անբավարար կատարողականություն, որն ունի մեծ հետազոտական ​​արժեք եւ տարածություն:

Գծապատկեր 1, օգտագործելով Deface Energy Store անկապատը LN Bandgap- ի շրջանակներում, որպես էլեկտրոնի դոնոր կենտրոններ, անվճար լիցքավորվող փոխադրողներ ստեղծվում են Contruction Band- ում `տեսանելի թեթեւ հուզմունքով: Համեմատած նախորդ Pyroelectric Ln PhotoDretectors- ի հետ, որոնք սովորաբար սահմանափակվում էին 100hz շուրջ 100hz արձագանքման արագությամբ, սաLn photoodetectorունի ավելի արագ արձագանքման արագություն մինչեւ 10khz: Մինչդեռ այս աշխատանքում ցուցադրվեց, որ մագնեզիումի իոնային դոպեդը կարող է հասնել արտաքին լույսի մոդուլյացիայի, մինչեւ 10khz- ի պատասխանը: Այս աշխատանքը նպաստում է հետազոտությանը բարձրորակ եւԲարձր արագությամբ ln photoDeTectorԼիովին ֆունկցիոնալ մեկանգամյա ինտեգրված LN ֆոտոնիկ չիպերի կառուցման մեջ:
Ամփոփում, հետազոտական ​​դաշտըՆիհար կինոնկարը լիթիումի niobate ֆոտոդետրերՈւնի կարեւոր գիտական ​​նշանակություն եւ հսկայական գործնական կիրառման ներուժ: Ապագայում տեխնոլոգիայի զարգացումով եւ հետազոտությունների խորացումը, բարակ կինոնկարը լիթիումի նիոբատ (LN) ֆոտոդետրեկտորները կզարգանան ավելի բարձր ինտեգրման: Բարձր արդյունավետության, արագ արձագանքման եւ լայնաշերտ բարակ ֆիլմի լիթիումի նիոբատ ֆոտոդետեկտորների հասնելու տարբեր ինտեգրման եւ լայնաշերտ ֆոտոդետրերի հասնելու համար իրականություն կդառնա իրականություն, ինչը մեծապես կնպաստի օնիպային ինտեգրման եւ խելացի ինտեգրման ոլորտների զարգացմանը եւ ֆոտոնիկայի դիմումների նոր սերնդի համար ավելի շատ հնարավորություններ կխթանի: