Sawir-qaade lithium niobate filim khafiif ah (LN)

Sawir-qaade lithium niobate filim khafiif ah (LN)

Lithium niobate (LN) waxay leedahay qaab-dhismeed kiristaal gaar ah iyo saameyn jireed oo qani ah, sida saamaynta aan tooska ahayn, saamaynta elektiroonigga ah, saamaynta pyroelectric, iyo saamaynta piezoelectric. Isla mar ahaantaana, waxay leedahay faa'iidooyinka daaqadda daahfurnaanta indhaha ee ballaaran iyo xasilloonida muddada dheer. Astaamahani waxay ka dhigayaan LN goob muhiim u ah jiilka cusub ee photonics-ka isku dhafan. Qalabka indhaha iyo nidaamyada optoelectronic-ka, astaamaha LN waxay bixin karaan shaqooyin iyo waxqabad qani ah, iyagoo kor u qaadaya horumarinta isgaarsiinta indhaha, xisaabinta indhaha, iyo goobaha dareenka indhaha. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah sifooyinka nuugista iyo dahaarka ee daciifka ah ee lithium niobate, codsiga isku dhafan ee lithium niobate wali wuxuu wajahayaa dhibaatada ogaanshaha adag. Sannadihii ugu dambeeyay, warbixinnada ku jira goobtan waxaa inta badan ka mid ah photodetectors-ka isku dhafan ee hagaha iyo photodetectors-ka heterojunction.
Sawir-qaadaha isku-dhafan ee hagaha mowjadaha ee ku salaysan lithium niobate ayaa badanaa diiradda saaraya isgaarsiinta indhaha ee C-band (1525-1565nm). Marka laga hadlayo shaqada, LN waxay inta badan door ka ciyaartaa hirarka la hago, halka shaqada ogaanshaha optoelectronic ay inta badan ku tiirsan tahay semiconductors sida silicon, semiconductors-ka kooxda III-V ee cidhiidhiga ah, iyo walxaha laba-geesoodka ah. Qaab-dhismeedka noocaas ah, iftiinka waxaa lagu gudbiyaa hagaha mowjadaha indhaha ee lithium niobate oo leh khasaare yar, ka dibna waxaa nuuga walxaha kale ee semiconductors-ka oo ku salaysan saamaynta sawir-qaadista (sida sawir-qaadista ama saamaynta sawir-qaadista) si loo kordhiyo fiirsashada side-ka loona beddelo calaamado koronto si loo soo saaro. Faa'iidooyinka waa ballaca hawlgalka sare (~GHz), danab hawlgal oo hooseeya, cabbir yar, iyo iswaafajinta is-dhexgalka jajabka photonic. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah kala-soocidda booska ee lithium niobate iyo walxaha semiconductor-ka, inkastoo mid walba uu qabto hawlihiisa gaarka ah, LN waxay door ka ciyaartaa oo keliya hirarka hagitaanka iyo sifooyinka kale ee shisheeye ee aadka u fiican si fiican looma isticmaalin. Alaabada semiconductor-ku waxay door ka ciyaaraan beddelka sawir-qaadista waxayna ka maqan yihiin isku-xidhka dhammaystirka ah ee midba midka kale, taasoo keentay band hawlgal oo xaddidan. Marka laga hadlayo hirgelinta gaarka ah, isku-xidhka iftiinka ka yimaada isha iftiinka ilaa hagaha hirarka indhaha ee lithium niobate wuxuu keenaa khasaarooyin waaweyn iyo shuruudo adag oo geeddi-socod ah. Intaa waxaa dheer, awoodda dhabta ah ee iftiinka ee lagu shubay kanaalka qalabka semiconductor-ka ee gobolka isku-xidhka way adag tahay in la cabbiro, taas oo xaddidaysa waxqabadkeeda ogaanshaha.
DhaqankasawirqaadayaashaIsticmaalka codsiyada sawir-qaadista badanaa waxay ku salaysan yihiin walxaha semiconductor-ka. Sidaa darteed, lithium niobate, heerka nuugista iftiinka hooseeya iyo sifooyinka dahaarka ayaa shaki la'aan ka dhigaya mid aan jeclayn cilmi-baarayaasha sawir-qaadista, xitaa meel adag oo goobta ah. Si kastaba ha ahaatee, horumarinta tignoolajiyada heterojunction sannadihii la soo dhaafay ayaa rajo u keentay cilmi-baarista sawir-qaadayaasha ku salaysan lithium niobate. Agabyada kale ee leh nuugista iftiinka xooggan ama wadid aad u fiican ayaa si kala duwan loogu dari karaa lithium niobate si loogu magdhabo cilladaheeda. Isla mar ahaantaana, polarization-ka iskiis u dhaca wuxuu keenay astaamaha pyroelectric ee lithium niobate sababtoo ah anisotropy-giisa qaab-dhismeedka waxaa lagu xakameyn karaa iyadoo loo beddelayo kulaylka iyadoo la adeegsanayo shucaaca iftiinka, taasoo beddeleysa astaamaha pyroelectric-ka ee ogaanshaha optoelectronic. Saamayntan kuleylka waxay leedahay faa'iidooyinka ballaca ballaaran iyo is-wadista, waxaana si fiican loogu buuxin karaa oo loogu dari karaa agab kale. Isticmaalka isku-dhafan ee saamaynta kulaylka iyo korontada ayaa furay xilli cusub oo loogu talagalay sawir-qaadayaasha ku salaysan lithium niobate, taasoo awood u siinaysa aaladaha inay isku daraan faa'iidooyinka labada saameyn. Iyo si loo magdhabo cilladaha oo loo gaaro is-dhexgal dhammaystiran oo faa'iidooyinka ah, Waa meel cilmi-baaris ah sannadihii la soo dhaafay. Intaa waxaa dheer, isticmaalka ion-ka lagu beero, injineernimada band-ka, iyo injineernimada cilladaha ayaa sidoo kale ah doorasho wanaagsan oo lagu xallin karo dhibka lagu ogaanayo lithium niobate. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah dhibka sare ee habaynta lithium niobate, qaybtan wali waxay wajahaysaa caqabado waaweyn sida is-dhexgal hooseeya, aaladaha sawir-qaadista iyo nidaamyada, iyo waxqabad aan ku filnayn, kaas oo leh qiimo cilmi-baaris oo weyn iyo boos.

Jaantuska 1, iyadoo la adeegsanayo xaaladaha tamarta cilladaysan ee ku jira xadka bandgap-ka LN sida xarumaha deeq-bixiyeyaasha elektarooniga ah, sideyaasha lacag-bixinta bilaashka ah ayaa laga sameeyaa qaybta gudbinta iyadoo la adeegsanayo kicinta iftiinka muuqda. Marka la barbardhigo sawir-qaadayaasha LN ee hore ee pyroelectric, kuwaas oo badanaa ku koobnaa xawaaraha jawaabta oo ah qiyaastii 100Hz, tanQalabka sawir-qaadaha ee LNwaxay leedahay xawaare jawaab celin oo dhakhso badan oo gaaraya 10kHz. Dhanka kale, shaqadan, waxaa lagu muujiyay in LN-ka magnesium ion-ka lagu dahaadhay uu gaari karo isbeddelka iftiinka dibadda iyadoo jawaab celintiisu tahay ilaa 10kHz. Shaqadani waxay kor u qaadaysaa cilmi-baarista ku saabsan waxqabadka sare iyosawir-qaadayaasha LN-ga xawaaraha sare lehdhismaha jajabyada LN photonic ee isku dhafan oo si buuxda u shaqeeya.
Marka la soo koobo, qaybta cilmi-baarista eesawir-qaadayaasha lithium niobate ee filimka khafiifka ahwaxay leedahay muhiimad cilmiyeed oo muhiim ah iyo awood codsi oo aad u weyn. Mustaqbalka, iyadoo la horumarinayo tignoolajiyada iyo qoto dheereynta cilmi-baarista, sawir-qaadayaasha lithium niobate (LN) ee khafiifka ah ayaa u kobci doona is-dhexgal sare. Isku-darka habab kala duwan oo is-dhexgal ah si loo gaaro waxqabad sare, jawaab degdeg ah, iyo sawir-qaadayaasha lithium niobate ee khafiifka ah ee ballaaran ee dhinac walba waxay noqon doonaan xaqiiqo, taas oo si weyn u horumarin doonta horumarinta is-dhexgalka on-chip iyo goobaha dareenka caqliga leh, waxayna bixin doontaa fursado badan oo loogu talagalay jiilka cusub ee codsiyada photonics.