Fotodetektora lîtyûm nîobata (LN) ya fîlma zirav

Fotodetektora lîtyûm nîobata (LN) ya fîlma zirav

Lîtyûm nîobat (LN) xwedî avahiyek krîstal a bêhempa û bandorên fîzîkî yên dewlemend e, wekî bandorên ne-xêzik, bandorên elektro-optîk, bandorên pîroelektrîk, û bandorên pîezoelektrîk. Di heman demê de, ew xwedî avantajên pencereya zelaliya optîkî ya fireh-band û aramiya demdirêj e. Ev taybetmendî LN-ê ji bo nifşa nû ya fotonîkên entegre platformek girîng dikin. Di cîhazên optîkî û pergalên optoelektronîkî de, taybetmendiyên LN dikarin fonksiyon û performansên dewlemend peyda bikin, pêşkeftina ragihandina optîkî, hesabkirina optîkî, û qadên hestiyariya optîkî pêşve bibin. Lêbelê, ji ber taybetmendiyên qels ên vegirtin û îzolekirinê yên lîtyûm nîobat, sepandina entegre ya lîtyûm nîobat hîn jî bi pirsgirêka tespîtkirina dijwar re rû bi rû ye. Di salên dawî de, raporên di vî warî de bi giranî fotodetektorên entegre yên rêberiya pêlan û fotodetektorên heterojunction vedihewînin.
Fotodetektora entegre ya rêbera pêlan a li ser bingeha lîtyûm nîobata bi gelemperî li ser band-C ya ragihandina optîkî (1525-1565nm) disekine. Ji hêla fonksiyonê ve, LN bi giranî rola pêlên rêberkirî dilîze, lê fonksiyona tespîtkirina optoelektronîkî bi giranî li ser nîvconductorên wekî silîkon, nîvconductorên teng ên koma III-V, û materyalên du-alî disekine. Di mîmariyek wusa de, ronahî bi rêya rêberên pêlên optîkî yên lîtyûm nîobata bi windahiyek kêm tê veguheztin, û dûv re ji hêla materyalên din ên nîvconductor ve li ser bingeha bandorên fotoelektrîkî (wekî fotokonduktîvîte an bandorên fotovoltaîk) tê kişandin da ku giraniya hilgir zêde bike û wê veguherîne sînyalên elektrîkê ji bo derketinê. Awantaj bandfirehiya xebitandinê ya bilind (~GHz), voltaja xebitandinê ya nizm, mezinahiya piçûk, û lihevhatina bi entegrasyona çîpa fotonîk re ne. Lêbelê, ji ber veqetandina fezayî ya materyalên lîtyûm nîobata û nîvconductor, her çend her yek fonksiyonên xwe pêk tîne jî, LN tenê di rêberiya pêlan de rolek dilîze û taybetmendiyên din ên biyanî yên hêja baş nehatine bikar anîn. Materyalên nîvconductor tenê di veguherîna fotoelektrîkî de rolek dilîzin û kêmbûna girêdana temamker bi hev re hene, ku di encamê de bandek xebitandinê ya nisbeten sînorkirî çêdibe. Ji aliyê pêkanîna taybetî ve, girêdana ronahiyê ji çavkaniya ronahiyê bi rêberê pêlên optîkî yê lîtyûm nîobatê re dibe sedema windahiyên girîng û pêdiviyên pêvajoyê yên hişk. Wekî din, hêza optîkî ya rastîn a ronahiya ku li ser kanala cîhaza nîvconductor di herêma girêdanê de tê tîrêjkirin dijwar e ku were kalibr kirin, ku ev yek performansa tespîtkirina wê sînordar dike.
KevneşopîfotodetektorJi bo sepanên wênekirinê yên ku têne bikar anîn bi gelemperî li ser materyalên nîvconductor têne çêkirin. Ji ber vê yekê, ji bo nîyobata lîtyûmê, rêjeya wê ya vegirtina ronahiyê ya kêm û taybetmendiyên wê yên îzolekirinê bê guman ji hêla lêkolînerên fotodetektoran ve nayê tercîh kirin, û heta xalek dijwar di vî warî de ye. Lêbelê, pêşkeftina teknolojiya heterojunction di salên dawî de hêvî ji bo lêkolîna fotodetektorên li ser bingeha nîyobata lîtyûmê aniye. Materyalên din ên bi vegirtina ronahiyê ya bihêz an jî întegrasyona hêja dikarin bi awayekî nehevseng bi nîyobata lîtyûmê re werin entegre kirin da ku kêmasiyên wê telafî bikin. Di heman demê de, taybetmendiyên pîroelektrîkî yên ji ber polarîzasyona xweber a nîyobata lîtyûmê ji ber anîzotropiya wê ya avahîsaziyê dikare bi veguheztina germê di bin tîrêjên ronahiyê de were kontrol kirin, bi vî rengî taybetmendiyên pîroelektrîkî ji bo tespîtkirina optoelektronîkî diguhezîne. Ev bandora germî xwedî avantajên firehband û ajotina xweser e, û dikare bi materyalên din re baş were temam kirin û yek kirin. Bikaranîna hevdem a bandorên germî û fotoelektrîkî serdemek nû ji bo fotodetektorên li ser bingeha nîyobata lîtyûmê vekiriye, ku amûran dihêle ku avantajên her du bandoran bi hev re bikin. Û ji bo telafîkirina kêmasiyan û bidestxistina entegrasyona temamker a avantajan, ew di salên dawî de cîhek lêkolînê ya germ e. Herwiha, bikaranîna çandina îyonan, endezyariya bendê, û endezyariya kêmasiyan jî ji bo çareserkirina dijwarîya tespîtkirina lîtyûm nîobatê hilbijartinek baş e. Lêbelê, ji ber dijwarîya bilind a pêvajoya lîtyûm nîobatê, ev qad hîn jî bi dijwarîyên mezin re rû bi rû ye wekî entegrasyona kêm, cîhaz û pergalên wênekirina rêzê, û performansa nebaş, ku xwedî nirxek lêkolînê û cîhek mezin e.

Wêne 1, bi karanîna rewşên enerjiya kêmasiyê di nav valahiya bendê ya LN de wekî navendên donorên elektronan, hilgirên barkê yên azad di bin bandora ronahiya xuya de di benda rêvebirinê de têne çêkirin. Li gorî fotodetektorên LN yên pîroelektrîkî yên berê, ku bi gelemperî bi leza bersivê ya dora 100Hz ve sînordar bûn, evFotodetektora LNleza bersivdayînê heta 10kHz zûtir e. Di heman demê de, di vê xebatê de, hate nîşandan ku LN-ya bi îyonên magnezyûmê dopîngkirî dikare modûlasyona ronahiya derveyî bi bersivdayînek heta 10kHz bi dest bixe. Ev xebat lêkolînên li ser performansa bilind ûfotodetektorên LN-ê yên bilezdi çêkirina çîpên fotonîk ên LN-ê yên entegre yên yek-çîpî yên bi tevahî fonksiyonel de.
Bi kurtasî, qada lêkolînê yafotodetektorên lîtyûm nîobata fîlma ziravxwedî girîngiyeke zanistî ya girîng û potansiyeleke mezin a sepandina pratîkî ye. Di pêşerojê de, bi pêşveçûna teknolojiyê û kûrkirina lêkolînê re, fotodetektorên lîtyûm nîobata fîlma zirav (LN) dê ber bi entegrasyoneke bilindtir ve pêşve biçin. Têkelkirina rêbazên entegrasyonê yên cûda ji bo bidestxistina fotodetektorên lîtyûm nîobata fîlma zirav ên performansa bilind, bersiva bilez û firehband di hemî aliyan de dê bibe rastiyek, ku dê pêşkeftina entegrasyona li ser çîpê û qadên hestiyariya jîr pir pêşve bibe, û ji bo nifşa nû ya sepanên fotonîkê îmkanên bêtir peyda bike.