Жұқа пленкалық литий ниобаты (LN) Фотодетектор

Жұқа пленкалық литий ниобаты (LN) Фотодетектор

Литий ниобаты (LN) бірегей кристалды құрылымы және бай емес әсерлер, мысалы, сызықты әсер, электро-оптикалық әсерлер, пироэлектрлік эффектілер және пьезоэлектрлік эффектілері бар. Сонымен бірге, бұл кең жолақты оптикалық мөлдірлік терезесінің және ұзақ мерзімді тұрақтылықтың артықшылықтары бар. Бұл сипаттамалар LN-ді біріктірілген фотониканың жаңа буыны үшін маңызды платформа жасайды. Оптикалық құрылғыларда және оптоэлектрондық жүйелерде LN сипаттамалары оптикалық байланыс, оптикалық есептеулер және оптикалық есік алқаптарын дамытуға ықпал ете алады. Алайда, литий ниобатының әлсіз сіңу және оқшаулау қасиеттеріне байланысты литий ниобатының кешенді қосымшасы әлі де күрделі анықтау проблемасына қатысты. Соңғы жылдары бұл саладағы есептер негізінен толқындық интеграцияланған фотодетекторлар мен гетерофункция фотодетекторларын қамтиды.
Литий Ниобатқа негізделген толқындық фотодедет, әдетте, оптикалық байланыс C-диапазонына (1525-1565NM) бағытталған. Функция тұрғысынан, LN негізінен басшылық толқындардың рөлін ойнайды, ал оптоэлектронды анықтау функциясы негізінен кремний, III-V тобының жартылай өткізгіштері және екі өлшемді материалдар сияқты жартылай өткізгіштерге сүйенеді. Осындай сәулет өнерінде жарық аз шығынмен литий Ниобат оптикалық толқындары арқылы беріледі, содан кейін тасымалдаушының концентрациясын ұлғайту және оны шығаруға арналған электр сигналдарына айналдыруға негізделген басқа жартылай өткізгіш материалдармен жіберіледі. Артықшылықтары - жоғары жұмыс істейтін өткізу қабілеттілігі (~ ГГц), аз жұмыс кернеуі, аз мөлшері және фотоникалық чипті біріктірумен үйлесімділік. Алайда, литий Ниобат пен жартылай өткізгіш материалдардың кеңістіктік бөлінуіне байланысты, олар әрқайсысы өз функцияларын орындайды, бірақ олар тек толқындарда және басқа да жақсы шетелдік қасиеттерде рөл атқарады. Жартылай өткізгіш материалдар тек фотоэлектрлік түрлендіруде рөл ойнайды және бір-бірімен толықтырылған муфталар жетіспейді, нәтижесінде шектеулі жұмыс тобы пайда болады. Нақты іске асыру тұрғысынан жарық көзінен жарық көзі литий Ниобат оптикалық толқындарына қосылып, айтарлықтай шығындар мен қатаң технологиялық талаптарға жауап береді. Сонымен қатар, муфталы аймақтағы жартылай өткізгіш құрылғы каналына сәулелендірілген жарықтың нақты оптикалық қуаты калибрлеу қиын, бұл оны анықтау өнімділігін шектейді.
ДәстүрліфотодетекторларБейнелеу үшін пайдаланылатын қолданбалар әдетте жартылай өткізгіш материалдарға негізделеді. Сондықтан, литий ниобаты үшін, оның аздап сіңу деңгейі мен оқшаулағыш қасиеттері оны фотодетектордың зерттеушілері, тіпті даладағы қиын нүктеге ие емес етеді. Алайда, гетероункция технологиясының дамуы соңғы жылдары литий Ниобат негізіндегі фотодетекторларды зерттеуге үміт әкелді. Күшті жарық сіңіретін немесе өте жақсы өткізгіштігі бар басқа материалдар литий Niobate-пен оның кемшіліктерін өтеу үшін гетерогенді түрде біріктірілуі мүмкін. Сонымен бірге, оның құрылымдық анизотропиясы арқасында литий ниобатының пироэлектрлік сипаттамаларын диальгерлендірілген поляризацияның индустриалды-пироэлектрлік сипаттамасы жеңіл сәулелену астындағы жылуды түрлендіру арқылы бақылауға болады, осылайша оптоэлектронды анықтау үшін пироэлектрлік сипаттамаларды өзгертеді. Бұл жылу эффектінің кең жолақты және өзін-өзі басқарудың артықшылығы бар және оларды толықтырады және басқа материалдармен араластырылуы мүмкін. Жылу және фотоэлектрлік эффектілерді синхронды кәдеге жарату литий Niobate негізіндегі фотодетекторлар үшін жаңа дәуір ашты, сонымен қатар құрылғыларды екі эффектінің артықшылықтарын біріктіруге мүмкіндік береді. Кемшіліктер үшін және артықшылықтарды толықтыруға қол жеткізу үшін, бұл соңғы жылдары зерттеудің ыстық нүктесі болып табылады. Сонымен қатар, иондық имплантацияны, инженерлік және ақаулық инженерияны пайдалану литий ниобатты анықтауға қатысты жақсы таңдау болып табылады. Алайда, литий ниобатының жоғары қиындықтарына байланысты, бұл өріс, бұл өріс, мысалы, төмен интеграция, массивтер массивтері мен жүйелері, үлкен ғылыми құндылығы мен кеңістігі бар керемет қиындықтарға тап болады.

1-сурет, Ln PandGap ішіндегі ақаулы күйлерді пайдаланып, электронды донор орталықтары ретінде, ақысыз тасымалдаушылар көрінетін жарық қозғалу астында тегін зарядтау тасымалдаушылары жасалады. Алдыңғы PiroElecric LN фотодетекторларымен салыстырғанда, ол әдетте 100 Гц-ке дейін жауап берумен шектелді, бұлLN фотодеетекторы10 кГц дейінгі жылдамырақ жылдамдығы бар. Сонымен бірге, бұл жұмыста магний ионы LN-дің 10 кГц-ке дейін жауап бере алатындығы көрсетілді. Бұл жұмыс жоғары көрсеткіштер бойынша зерттеулерді алға жылжытады жәнеЖоғары жылдамдықты LN фотодетекторларыТолық функционалды бір чипті бір чип интеграцияланған фотосурет фишкаларын салу.
Қорытындылай келе, зерттеу саласыЖұқа кинофильм литий niobate фотодетекторларыМаңызды ғылыми маңызы бар және практикалық практикалық қолдану мүмкіндігі бар. Болашақта технологияны дамыту және зерттеуді тереңдетумен, жұқа кино литий литийі (LN) фотодетекторлары жоғары интеграцияға бағытталған. Жоғары сапалы, жылдам әрекет ету үшін әр түрлі интеграция әдістерін біріктіру және кең жолақты жұқа пленка литий Ниобат фотодетекторлары барлық аспектілерде, ол чип интеграцияның дамуына және зияткерлік сезімнің дамуына ықпал етеді және оған көбірек мүмкіндік береді Фотоника қосымшаларының жаңа буыны.