ቀጭን-ፊልም ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) ቁሳቁስ በተቀናጀ የኦፕቲክስ መስክ ውስጥ ጉልህ የሆነ አዲስ ኃይል ሆኖ ብቅ አለ። በዚህ ዓመት፣ በLTOI ሞዱለተሮች ላይ በርካታ ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው ስራዎች ታትመዋል፣ ከሻንጋይ ማይክሮሲስተም እና የኢንፎርሜሽን ቴክኖሎጂ ተቋም ፕሮፌሰር ዢን ኦው የቀረቡ ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የLTOI ዋፈሮች እና በEPFL፣ ስዊዘርላንድ በፕሮፌሰር ኪፐንበርግ ቡድን የተዘጋጁ ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የዌቭጋይድ መቅረጽ ሂደቶች። የትብብር ጥረታቸው አስደናቂ ውጤቶችን አሳይቷል። በተጨማሪም፣ በፕሮፌሰር ሊዩ ሊዩ እና በፕሮፌሰር ሎንካር የሚመሩ የሃርቫርድ ዩኒቨርሲቲ የምርምር ቡድኖች በከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ የተረጋጋ LTOI ሞዱለሮች ላይ ሪፖርት አድርገዋል።
እንደ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባት (LNOI) የቅርብ ዘመድ፣ LTOI የሊቲየም ኒዮባት ከፍተኛ ፍጥነት ሞዱላሽን እና ዝቅተኛ ኪሳራ ባህሪያትን ይይዛል እንዲሁም እንደ ዝቅተኛ ዋጋ፣ ዝቅተኛ ቢሬፍሪንግ እና የፎቶሪፍራክቲቭ ተፅእኖዎችን መቀነስ ያሉ ጥቅሞችን ይሰጣል። የሁለቱ ቁሳቁሶች ዋና ዋና ባህሪያት ንጽጽር ከዚህ በታች ቀርቧል።
◆ በሊቲየም ታንታሌት (LTOI) እና በሊቲየም ኒዮባት (LNOI) መካከል ያሉ ተመሳሳይነቶች
①የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ፡2.12 ከ 2.21 ጋር ሲነጻጸር
ይህ የሚያመለክተው በሁለቱም ቁሳቁሶች ላይ የተመሰረቱ ነጠላ-ሞድ የሞገድ መሪ ልኬቶች፣ የታጠፈ ራዲየስ እና የተለመዱ ተገብሮ የመሳሪያ መጠኖች በጣም ተመሳሳይ ናቸው፣ እና የፋይበር ማያያዣ አፈፃፀማቸውም ተመሳሳይ ነው። በጥሩ የሞገድ መሪ መቅዳት፣ ሁለቱም ቁሳቁሶች የማስገቢያ ኪሳራ ሊያስከትሉ ይችላሉ<0.1 dB/cm። EPFL 5.6 dB/m የሞገድ መሪ ኪሳራ ሪፖርት አድርጓል።
②ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ኮፊሸንት፡ከሰዓት በኋላ 30.5/ቪ ከ ከሰዓት በኋላ 30.9/ቪ ጋር ሲነጻጸር
የሞዱሌሽን ቅልጥፍና ለሁለቱም ቁሳቁሶች ተመጣጣኝ ነው፣ በፖኬልስ ተጽእኖ ላይ የተመሰረተ ሞዱሌሽን በመጠቀም ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት እንዲኖር ያስችላል። በአሁኑ ጊዜ የLTOI ሞዱለሮች በአንድ መስመር 400ጂ አፈፃፀም ማሳካት የሚችሉ ሲሆን የመተላለፊያ ይዘቱ ከ110 ጊኸዝ በላይ ነው።
③ባንድጋፕ፡3.93 eV ከ3.78 eV ጋር ሲነጻጸር
ሁለቱም ቁሳቁሶች ሰፊ ግልጽ መስኮት አላቸው፣ ከሚታዩ እስከ ኢንፍራሬድ የሞገድ ርዝመት ድረስ አፕሊኬሽኖችን የሚደግፍ ሲሆን በመገናኛ ባንዶች ውስጥ ምንም አይነት መምጠጥ የለውም።
④ሁለተኛ-ደረጃ መስመራዊ ያልሆነ ኮፊሸንት (d33):ከሰዓት በኋላ 21/ቪ ከቀኑ 27 ሰዓት/ቪ
እንደ ሁለተኛ ሃርሞኒክ ትውልድ (SHG)፣ ልዩነት-ድግግሞሽ ማመንጨት (DFG) ወይም ድምር-ድግግሞሽ ማመንጨት (SFG) ላሉ መስመራዊ ያልሆኑ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ የሚውል ከሆነ፣ የሁለቱ ቁሳቁሶች የመቀየር ቅልጥፍና በጣም ተመሳሳይ መሆን አለበት።
◆ የLTOI ከLNOI ጋር ሲነጻጸር የወጪ ጥቅም
①ዝቅተኛ የዋፈር ዝግጅት ወጪ
LNOI የንብርብሮች መለያየትን ለማረጋገጥ የHe ion implantation ያስፈልገዋል፣ ይህም ዝቅተኛ የአዮኒዜሽን ውጤታማነት አለው። በተቃራኒው፣ LTOI ከSOI ጋር ተመሳሳይ የሆነ የH ion implantationን ለመለያየት ይጠቀማል፣ ይህም ከLNOI በ10 እጥፍ የሚበልጥ የዴላሚንሽን ውጤታማነት አለው። ይህም ለ6-ኢንች ዋፈርዎች ከፍተኛ የዋጋ ልዩነት ያስከትላል፡ $300 ከ$2000 ጋር ሲነጻጸር፣ ይህም 85% የወጪ ቅነሳ ነው።
②ለአኮስቲክ ማጣሪያዎች በሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ ገበያ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል(በዓመት 750,000 ዩኒቶች፣ በሳምሰንግ፣ አፕል፣ ሶኒ፣ ወዘተ ጥቅም ላይ ይውላሉ)።
◆ የLTOI ከLNOI ጋር ያለው የአፈጻጸም ጥቅሞች
①ያነሱ የቁሳቁስ ጉድለቶች፣ ደካማ የፎቶሪፍራክቲቭ ውጤት፣ የበለጠ መረጋጋት
መጀመሪያ ላይ፣ የLNOI ሞዱለተሮች ብዙውን ጊዜ የብያኔ ነጥብ መንሸራተትን አሳይተዋል፣ በዋነኝነት በሞገድ መመሪያ በይነገጽ ላይ ባሉ ጉድለቶች ምክንያት በሚከሰት የኃይል ክምችት ምክንያት። ካልታከሙ፣ እነዚህ መሳሪያዎች ለማረጋጋት እስከ አንድ ቀን ሊወስዱ ይችላሉ። ሆኖም፣ ይህንን ችግር ለመፍታት የተለያዩ ዘዴዎች ተዘጋጅተዋል፣ ለምሳሌ የብረት ኦክሳይድ ክላዲንግ፣ የንዑስ ክፍል ፖላራይዜሽን እና አኔሊንግ መጠቀም፣ ይህም አሁን ይህንን ችግር በአብዛኛው በቀላሉ እንዲቋቋም ያደርገዋል።
በተቃራኒው፣ LTOI አነስተኛ የቁሳቁስ ጉድለቶች ያሉት ሲሆን ይህም የመንሸራተት ክስተቶችን በእጅጉ ይቀንሳል። ተጨማሪ ሂደት ባይኖርም እንኳ የአሠራር ነጥቡ በአንጻራዊነት የተረጋጋ ሆኖ ይቆያል። ተመሳሳይ ውጤቶች በEPFL፣ በሃርቫርድ እና በዠይጂያንግ ዩኒቨርሲቲ ሪፖርት ተደርገዋል። ሆኖም፣ ንጽጽሩ ብዙውን ጊዜ ያልታከሙ የLNOI ሞዱለተሮችን ይጠቀማል፣ እነዚህም ሙሉ በሙሉ ፍትሃዊ ላይሆኑ ይችላሉ፤ በማቀነባበር ረገድ የሁለቱም ቁሳቁሶች አፈጻጸም ተመሳሳይ ሊሆን ይችላል። ዋናው ልዩነት ጥቂት ተጨማሪ የማቀነባበሪያ ደረጃዎችን የሚፈልግ LTOI ነው።
②ዝቅተኛ የቢረፍሬንስ መጠን፡ 0.004 ከ 0.07 ጋር ሲነጻጸር
የሊቲየም ኒዮባት (LNOI) ከፍተኛ የቢሬፍሪንግ መጠን አንዳንድ ጊዜ ፈታኝ ሊሆን ይችላል፣ በተለይም የሞገድ መሪ መታጠፊያዎች የሞድ ትስስር እና የሞድ ድብልቅነት ሊያስከትሉ ስለሚችሉ። በቀጭን LNOI ውስጥ፣ የሞገድ መሪው ውስጥ መታጠፍ የTE ብርሃንን በከፊል ወደ TM ብርሃን ሊለውጥ ይችላል፣ ይህም እንደ ማጣሪያዎች ያሉ የተወሰኑ ተገብሮ መሳሪያዎችን ማምረት ያወሳስበዋል።
በLTOI፣ ዝቅተኛው የቢሬፍሪንግ መጠን ይህንን ችግር ያስወግዳል፣ ይህም ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን ተገብሮ መሳሪያዎችን ማዘጋጀት ቀላል ያደርገዋል። EPFL እንዲሁም የLTOI ዝቅተኛ የቢሬፍሪንግ መጠን እና የሞድ-መስቀለኛ መንገድ አለመኖርን በመጠቀም ሰፊ የስፔክትራል ክልል ውስጥ ጠፍጣፋ ስርጭት መቆጣጠሪያ ያለው እጅግ ሰፊ የስፔክትረም ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ድግግሞሽ ኮምብ ማመንጨትን ለማሳካት ጉልህ ውጤቶችን ሪፖርት አድርጓል። ይህም ከ2000 በላይ የቢሬፍሪንግ መስመሮች ያሉት አስደናቂ 450 nm የቢሬፍሪንግ መጠን አስገኝቷል፣ ይህም በሊቲየም ኒዮባት ሊገኝ ከሚችለው በላይ ብዙ እጥፍ ይበልጣል። ከኬር ኦፕቲካል ድግግሞሽ ኮምቦች ጋር ሲነጻጸር፣ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ኮምቦች ከፍተኛ ኃይል ያለው ማይክሮዌቭ ግብዓት ቢያስፈልጋቸውም፣ ገደብ-አልባ እና የበለጠ የተረጋጋ የመሆን ጥቅም ይሰጣሉ።
③ከፍተኛ የኦፕቲካል ጉዳት ገደብ
የLTOI የኦፕቲካል ጉዳት ገደብ ከLNOI እጥፍ የሚበልጥ ሲሆን፣ መስመራዊ ባልሆኑ አፕሊኬሽኖች (እና ወደፊት ሊሆኑ በሚችሉ ኮሄረንት ፐርፌክት አፕሊኬሽኖች (CPO)) ላይ ጥቅም ይሰጣል። የአሁኑ የኦፕቲካል ሞዱል የኃይል ደረጃዎች ሊቲየም ኒዮቤትን የመጉዳት ዕድላቸው አነስተኛ ነው።
④ዝቅተኛ የራማን ውጤት
ይህ ደግሞ መስመራዊ ያልሆኑ አፕሊኬሽኖችን ይመለከታል። ሊቲየም ኒዮባት ጠንካራ የራማን ተፅዕኖ አለው፣ ይህም በኬር ኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ኮምብ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የማይፈለጉ የራማን ብርሃን ማመንጨት እና ውድድርን ሊያመጣ ይችላል፣ ይህም የኤክስ-የተቆረጡ ሊቲየም ኒዮባት የኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ኮምቦች ወደ ሶሊቶን ሁኔታ እንዳይደርሱ ይከላከላል። በLTOI፣ የራማን ተፅዕኖ በክሪስታል አቅጣጫዊ ዲዛይን ሊታፈን ይችላል፣ ይህም የኤክስ-የተቆረጡ LTOI የሶሊቶን ኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ኮምብ ማመንጨትን እንዲያገኝ ያስችለዋል። ይህ የሶሊቶን ኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ኮምቦችን ከከፍተኛ ፍጥነት ሞዱለተሮች ጋር አንድ ሞኖሊቲክ ውህደት ያስችላል፣ ይህ ደግሞ በLNOI ሊደረስበት የማይችል ተግባር ነው።
◆ ለምን ቀደም ብሎ ቲኒ-ፊልም ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) አልተጠቀሰም?
ሊቲየም ታንታሌት ከሊቲየም ኒዮባት (610°ሴ ከ1157°ሴ ጋር ሲነጻጸር) ያነሰ የኩሪ ሙቀት አለው። የሄትሮኢንቴግሬሽን ቴክኖሎጂ (XOI) ከመፈጠሩ በፊት፣ የሊቲየም ኒዮባት ሞዱለሮች የሚመረቱት በቲታኒየም ስርጭት ሲሆን ይህም ከ1000°ሴ በላይ ማቃጠል የሚፈልግ ሲሆን ይህም LTOI ተስማሚ እንዳይሆን አድርጎታል። ሆኖም ግን፣ ዛሬ ለሞዱለር ምስረታ የኢንሱሌተር ንጣፎችን እና የሞገድ መመሪያ ኤቺንግን ወደ መጠቀም በሚደረገው ሽግግር፣ የ610°ሴ የኩሪ ሙቀት ከበቂ በላይ ነው።
◆ ቲን-ፊልም ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) ቲን-ፊልም ሊቲየም ኒዮቤት (TFLN)ን ይተካል?
በአሁኑ ጥናት መሠረት፣ LTOI በተዳከመ አፈጻጸም፣ በመረጋጋት እና በትላልቅ የምርት ወጪዎች ላይ ጥቅሞችን ይሰጣል፣ ምንም ግልጽ ያልሆኑ ጉዳቶች የሉም። ሆኖም፣ LTOI በሞጁል አፈጻጸም ውስጥ ከሊቲየም ኒዮባት አይበልጥም፣ እና ከLNOI ጋር ያሉ የመረጋጋት ችግሮች የሚታወቁ መፍትሄዎች አሏቸው። ለግንኙነት DR ሞጁሎች፣ ለተገደበ ክፍሎች አነስተኛ ፍላጎት አለ (እና አስፈላጊ ከሆነ ሲሊከን ናይትራይድ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል)። በተጨማሪም፣ የዋፈር ደረጃ መቅረጽ ሂደቶችን፣ ሄትሮኢንቴጅመንት ቴክኒኮችን እና የአስተማማኝነት ሙከራን እንደገና ለማቋቋም አዳዲስ ኢንቨስትመንቶች ያስፈልጋሉ (ከሊቲየም ኒዮባት መቅረጽ ጋር ያለው ችግር የሞገድ መመሪያ ሳይሆን ከፍተኛ ምርት ያለው የዋፈር ደረጃ መቅረጽ ማግኘት ነበር)። ስለዚህ፣ ከሊቲየም ኒዮባት የተቋቋመ ቦታ ጋር ለመወዳደር፣ LTOI ተጨማሪ ጥቅሞችን ማግኘት ሊያስፈልገው ይችላል። ሆኖም ግን፣ በአካዳሚክ ረገድ፣ LTOI እንደ ኦክታቭ-ስፔኒንግ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ኮምቦች፣ PPLT፣ ሶሊተን እና AWG የሞገድ ርዝመት ክፍፍል መሳሪያዎች እና የድርድር ሞዱለሮች ላሉ የተቀናጁ በቺፕ ላይ ያሉ ስርዓቶች ከፍተኛ የምርምር አቅም ይሰጣል።
የፖስታ ሰዓት፡ ህዳር-08-2024