Литијум-ниобат танког филма (ЛН) ПхотодеТецтор

Литијум-ниобат танког филма (ЛН) ПхотодеТецтор

Литијум ниобат (ЛН) има јединствену кристалну структуру и богате физичке ефекте, као што су нелинеарни ефекти, електро-оптички ефекти, пироелектране и пиезоелектрични ефекти. Истовремено, има предности широкопојасне прозора оптичке транспарентности и дугорочне стабилности. Ове карактеристике чине у важну платформу за нову генерацију интегрисане фотонике. У оптичким уређајима и оптоелектронским системима, карактеристике ЛН могу да пруже богате функције и перформансе, промовишући развој оптичке комуникације, оптичког рачунања и оптичких сензорских поља. Међутим, због слабе апсорпције и изолационих својстава литијум ниобата, интегрисана примена литијум ниобата и даље се суочава са проблемом тешке детекције. Последњих година извештаји на овом пољу углавном укључују интегрисани фотодетектори таласа и хетеројунцтионски фотодектори.
ВавеГуиде интегрисани фотодетектор заснован на литијумском ниобату обично је фокусиран на оптичку комуникацију Ц-опсег (1525-1565НМ). У погледу функције, ЛН углавном игра улогу вођених таласа, док се функција оптоелектронске детекције углавном ослања на полуводиче, као што је силицијум, ИИИ-В групни усрни полуводичи и дводимензионални материјали. У таквој архитектури, светлост се преноси путем литијум ниобатних оптичких таласа са ниским губитком, а затим апсорбују остали полуводички материјали засновани на фотоелектричним ефектима (као што су фотокондуктивност или фотонаполни ефекти) како би се повећала концентрација носача и претворила га у електрични сигнали за излаз. Предности су високе радне ширине радне ширине (~ ГХз), ниски радни напон, малу величину и компатибилност са Интеграцијом фотоничког чипа. Међутим, због просторног одвајања литијум ниобата и полуводичких материјала, иако сваки обављају своје функције, ЛН игра само улогу у водећим таласима и друга одлична страна својства није добро искоришћена. Полуководствени материјали играју само улогу у фотоелектричној конверзији и немају комплементарну повезаност једни са другима, што резултира релативно ограниченим оперативним бендом. У погледу специфичне примене, спајање светлости из извора светлости до литијум ниобатног оптичког таласа резултира значајним губицима и строгим процесним захтевима. Поред тога, стварна оптичка моћ светлости озрачене на канал за полуводичку уређају у региону спојнице је тешко калибрирати, што ограничава своје перформансе откривања.
ТрадиционалнифотодетекториКористи се за обраду за обраду слика обично се заснивају на полуводичким материјалима. Стога, за литијум ниобат, његова ниска стопа апсорпције светлости и изолациона својства онемогућавају несумњиво да не фаворизују истраживачи Фотодетецтор, па чак и тешка тачка на терену. Међутим, развој хетеројунцтион технологије последњих година довео је наду у истраживање литијумских фотодетектора на бази литијум-ниобата. Остали материјали са снажном апсорпцијом светлости или одличне проводљивости могу се хетерогено интегрирати са литијум ниобатом да надокнаде своје недостатке. Истовремено, спонтана полирализација индукована пироелектрична карактеристика литијум ниобата због структурне анизотропије могу се контролисати претварањем у топлоту под светлосним зрачењем, чиме се мењају пироелектричне карактеристике за оптоелектронски откривање. Овај топлотни ефекат има предности широкопојасног и самопоуздања и могу се добро надопунити и спојети са другим материјалима. Синхроно коришћење топлотних и фотоелектричних ефеката отворило је нову еру за фотодетекторе са литијум ниобатом, омогућавајући уређајима да комбинују предности оба ефекта. И да надокнадимо недостатке и постигне комплементарна интеграција предности, то је истраживачка точка у последњим годинама. Поред тога, употреба ИОН имплантације, бенд Енгинееринг и Инжењеринг оштећења је такође добар избор за решавање потешкоће откривања литијум ниобата. Међутим, због високо обраде тешкоће литијум ниобата, ово поље се и даље суочава са великим изазовима као што су ниска интеграција, уређаји за снимање матрица и нема довољно перформанси, који имају сјајну истраживачку вредност и простор.

Слика 1, користећи енергетске дефектушке енергије у оквиру ЛН опсега као електрон донаторске центаре, бесплатни носачи накупљања се генеришу у проводном опсегу под видљивим лаганим побудом. У поређењу са претходним пироелектричним ЛН фотодетекторима, који су обично били ограничени на брзину одговора од око 100Хз, овоИнтодетецторИма бржу брзину одзива до 10кХз. У међувремену, у овом послу је показано да магнезијум ион допед ЛН може постићи спољну модулацију светлости са одговором до 10кХз. Овај рад промовише истраживање високих перформанси иБрзи брзински фотодетекториУ изградњи потпуно функционалних интегрисаних инсталираних функција у једном чипу.
Укратко, истраживачко пољеТанки филм Литијум ниобате фотодетекториима важан научни значај и огромни практични потенцијал примене. У будућности, са развојем технологије и продубљивањем истраживања, танки филмови литијумски ниобат (ЛН) ће се развити ка вишој интеграцији. Комбинујући различите методе интеграције за постизање високог перформанси, брзог реакције и широкопојасне танко филм литијумски котодектори у свим аспектима постаће стварност, што ће у великој мери промовисати развој интеграције на интеграцији и интелигентним сензорним могућностима и пружити више могућности Нова генерација апликација фотоницс.