Maldika Filmo Litio Niobate (LN) Fotodetektilo
Litio niobate (LN) havas unikan kristalan strukturon kaj riĉajn fizikajn efikojn, kiel neliniaj efikoj, elektro-optikaj efikoj, piroelektraj efikoj kaj piezoelektraj efikoj. Samtempe ĝi havas la avantaĝojn de larĝa bando-optika travidebla fenestro kaj longtempa stabileco. Ĉi tiuj karakterizaĵoj faras LN grava platformo por la nova generacio de integritaj fotonikoj. En optikaj aparatoj kaj optoelektronikaj sistemoj, la trajtoj de LN povas provizi riĉajn funkciojn kaj agadon, antaŭenigante la disvolviĝon de optika komunikado, optika komputado kaj optikaj sentantaj kampoj. Tamen, pro la malfortaj absorbaj kaj izolaj ecoj de litio niobate, la integra apliko de litio niobate ankoraŭ alfrontas la problemon de malfacila detekto. En la lastaj jaroj, raportoj en ĉi tiu kampo plejparte inkluzivas ond -gviditajn integritajn fotodetektilojn kaj heteroj funkciajn fotodetektilojn.
La ondo-integra fotodetektilo bazita sur litio niobate estas kutime koncentrita sur la optika komunikado C-bando (1525-1565nm). Koncerne funkcion, LN ĉefe ludas la rolon de gviditaj ondoj, dum la optoelektronika detekto-funkcio ĉefe dependas de duonkonduktaĵoj kiel silicio, iii-v-grupo mallarĝaj bandgap-duonkonduktaĵoj, kaj dudimensiaj materialoj. En tia arkitekturo, lumo estas transdonita per optikaj ondaj gvidiloj de litio niobate kun malalta perdo, kaj tiam absorbita de aliaj duonkonduktaĵaj materialoj bazitaj sur fotoelektraj efikoj (kiel fotokonduktiveco aŭ fotovoltaaj efikoj) por pliigi portantan koncentriĝon kaj konverti ĝin en elektrajn signalojn por eligo. La avantaĝoj estas alta funkcianta larĝa bando (~ GHz), malalta operacia tensio, malgranda grandeco kaj kongruo kun fotona ĉifona integriĝo. Tamen, pro la spaca disiĝo de litio niobate kaj semikonduktaĵaj materialoj, kvankam ili ĉiu plenumas siajn proprajn funkciojn, LN nur ludas rolon en gvidado de ondoj kaj aliaj bonegaj eksterlandaj proprietoj ne estis bone uzataj. Semikonduktaĵaj materialoj nur ludas rolon en fotoelektra konvertiĝo kaj mankas komplementa kuplado unu kun la alia, rezultigante relative limigitan operacian bandon. Koncerne specifan efektivigon, la kuplado de lumo de la lumfonto al la litio -niobate -optika ondo -gvidilo rezultigas signifajn perdojn kaj striktajn procezajn postulojn. Krome, la efektiva optika potenco de la lumo irradia sur la duonkondukta aparato -kanalo en la kuplanta regiono malfacilas kalibri, kio limigas ĝian detektan agadon.
La tradiciafotodetektilojUzitaj por bildigaj aplikoj kutime baziĝas sur duonkonduktaĵoj. Tial, por litio niobate, ĝia malalta lumo -absorba indico kaj izolaj proprietoj igas ĝin sendube ne favorita de fotodetektilaj esploristoj, kaj eĉ malfacila punkto en la kampo. Tamen, la disvolviĝo de heterojfunkciaj teknologioj en la lastaj jaroj alportis esperon al la esplorado de fotodetektiloj bazitaj en litio niobate. Aliaj materialoj kun forta malpeza absorbo aŭ bonega konduktiveco povas esti heterogene integritaj kun litio niobate por kompensi ĝiajn mankojn. Samtempe, la spontanea polarizo induktis piroelektrajn trajtojn de litio -niobato pro ĝia struktura anisotropio povas esti kontrolita per konvertado al varmo sub malpeza irradiado, tiel ŝanĝante la piroelektrajn trajtojn por optoelektronika detekto. Ĉi tiu termika efiko havas la avantaĝojn de larĝa bando kaj mem -veturado, kaj povas esti bone kompletigita kaj kunfandita kun aliaj materialoj. La sinkrona uzado de termikaj kaj fotoelektraj efikoj malfermis novan epokon por fotodetektiloj bazitaj sur litio niobate, ebligante al aparatoj kombini la avantaĝojn de ambaŭ efikoj. Kaj por kompensi la mankojn kaj atingi komplementan integriĝon de avantaĝoj, ĝi estas esplora loko en la lastaj jaroj. Krome, la utiligo de jona enplantado, bando -inĝenierado kaj difekta inĝenierado ankaŭ estas bona elekto por solvi la malfacilecon detekti lition niobate. Tamen, pro la alta pretiga malfacileco de litio niobate, ĉi tiu kampo ankoraŭ alfrontas grandajn defiojn kiel malalta integriĝo, tabelaj bildigaj aparatoj kaj sistemoj kaj nesufiĉa agado, kiu havas grandan esploran valoron kaj spacon.
Figuro 1, uzante la difektajn energiajn statojn ene de la LN -bando kiel elektronaj donacaj centroj, senpagaj ŝarĝaj portantoj estas generitaj en la kondukta bando sub videbla malpeza ekscitiĝo. Kompare kun antaŭaj fotodetektiloj de piroelektraj LN, kiuj estis tipe limigitaj al responda rapideco de ĉirkaŭ 100Hz, ĉi tioLn fotodetektilohavas pli rapidan respondan rapidon de ĝis 10kHz. Dume, en ĉi tiu laboro, oni pruvis, ke magnezio -jono dopita LN povas atingi eksteran lumon -moduladon kun respondo de ĝis 10kHz. Ĉi tiu laboro antaŭenigas la esploradon pri alta rendimento kajAltrapidaj LN-Fotodetektilojen la konstruado de plene funkciaj unu-blataj integritaj ln-fotonaj blatoj.
Resume, la esplora kampo demaldika filmo litio niobate fotodetektilojhavas gravan sciencan signifon kaj enorman praktikan aplikon. En la estonteco, kun la disvolviĝo de teknologio kaj profundigo de esplorado, la fotodetektiloj de maldika filmo litio niobate (LN) disvolviĝos al pli alta integriĝo. Kombini malsamajn integriĝmetodojn por atingi altfrekvencajn, rapidajn respondojn kaj larĝbendajn maldikajn filmojn lithium niobate-fotodetektilojn en ĉiuj aspektoj fariĝos realaĵo, kiu multe antaŭenigos la disvolviĝon de sur-ĉifonaj integriĝoj kaj inteligentaj sentaj kampoj, kaj donos pli da eblecoj por la Nova generacio de fotonaj aplikoj.
Afiŝotempo: Feb-17-2025