மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் (LN) ஒளி உணரி

மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் (LN) ஒளி உணரி

லித்தியம் நையோபேட் (LN) ஒரு தனித்துவமான படிக அமைப்பையும், நேரியல் அல்லாத விளைவுகள், மின்-ஒளியியல் விளைவுகள், வெப்பமின்னியல் விளைவுகள் மற்றும் அழுத்தமின்னியல் விளைவுகள் போன்ற செழுமையான இயற்பியல் விளைவுகளையும் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், இது பரந்த அலைவரிசை ஒளியியல் ஊடுருவல் சாளரம் மற்றும் நீண்ட கால நிலைத்தன்மை போன்ற நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளது. இந்தப் பண்புகள், புதிய தலைமுறை ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலுக்கு LN-ஐ ஒரு முக்கியமான தளமாக ஆக்குகின்றன. ஒளியியல் சாதனங்கள் மற்றும் ஒளியியல்-மின்னணு அமைப்புகளில், LN-இன் பண்புகள் செழுமையான செயல்பாடுகளையும் செயல்திறனையும் வழங்கி, ஒளியியல் தொடர்பு, ஒளியியல் கணினி மற்றும் ஒளியியல் உணர்தல் துறைகளின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கின்றன. இருப்பினும், லித்தியம் நையோபேட்டின் பலவீனமான உறிஞ்சுதல் மற்றும் காப்புப் பண்புகள் காரணமாக, அதன் ஒருங்கிணைந்த பயன்பாடு கண்டறிவதில் உள்ள சிரமம் என்ற சிக்கலை இன்னும் எதிர்கொள்கிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இத்துறையில் வரும் அறிக்கைகள் முக்கியமாக அலைவழி ஒருங்கிணைந்த ஒளி உணரிகள் மற்றும் பல்லிணைப்பு ஒளி உணரிகளை உள்ளடக்கியுள்ளன.
லித்தியம் நையோபேட்டை அடிப்படையாகக் கொண்ட அலைவழி ஒருங்கிணைந்த ஒளி உணரியானது, பொதுவாக ஒளியியல் தகவல் தொடர்பு C-பட்டையை (1525-1565nm) மையமாகக் கொண்டுள்ளது. செயல்பாட்டைப் பொறுத்தவரை, LN முக்கியமாக அலைகளை வழிநடத்தும் பங்கை வகிக்கிறது, அதே சமயம் ஒளியியல்-மின்னணு கண்டறிதல் செயல்பாடு முக்கியமாக சிலிக்கான், III-V குழு குறுகிய பட்டை இடைவெளி குறைக்கடத்திகள் மற்றும் இரு பரிமாணப் பொருட்கள் போன்ற குறைக்கடத்திகளைச் சார்ந்துள்ளது. இத்தகைய கட்டமைப்பில், ஒளியானது குறைந்த இழப்புடன் லித்தியம் நையோபேட் ஒளியியல் அலைவழிகள் வழியாகச் செலுத்தப்பட்டு, பின்னர் ஒளிமின்னியல் விளைவுகளின் (ஒளிக்கடத்துத்திறன் அல்லது ஒளிமின்னழுத்த விளைவுகள் போன்றவை) அடிப்படையில் மற்ற குறைக்கடத்திப் பொருட்களால் உறிஞ்சப்பட்டு, கேரியர் செறிவை அதிகரித்து, அதை வெளியீட்டிற்கான மின் சமிக்ஞைகளாக மாற்றுகிறது. இதன் நன்மைகள் உயர் இயக்க அலைவரிசை (~GHz), குறைந்த இயக்க மின்னழுத்தம், சிறிய அளவு மற்றும் ஃபோட்டானிக் சிப் ஒருங்கிணைப்புடன் பொருந்தக்கூடிய தன்மை ஆகியவை ஆகும். இருப்பினும், லித்தியம் நையோபேட் மற்றும் குறைக்கடத்திப் பொருட்களின் இடஞ்சார்ந்த பிரிவின் காரணமாக, அவை ஒவ்வொன்றும் தத்தமது செயல்பாடுகளைச் செய்தாலும், LN அலைகளை வழிநடத்தும் பங்கை மட்டுமே வகிக்கிறது மற்றும் அதன் மற்ற சிறந்த பண்புகள் முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. குறைக்கடத்திப் பொருட்கள் ஒளிமின் மாற்றத்தில் மட்டுமே பங்கு வகிக்கின்றன, மேலும் அவற்றுக்கிடையே நிரப்புப் பிணைப்பு இல்லாததால், அவற்றின் இயக்க அலைவரிசை ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகவே உள்ளது. குறிப்பிட்ட செயலாக்கத்தைப் பொறுத்தவரை, ஒளி மூலத்திலிருந்து லித்தியம் நையோபேட் ஒளி அலைவழிக்கு ஒளி பிணைக்கப்படும்போது, ​​அது குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளையும் கடுமையான செயல்முறைத் தேவைகளையும் ஏற்படுத்துகிறது. மேலும், பிணைப்புப் பகுதியில் குறைக்கடத்திச் சாதனத்தின் அலைவரிசையில் பாய்ச்சப்படும் ஒளியின் உண்மையான ஒளி ஆற்றலை அளவீடு செய்வது கடினம், இது அதன் கண்டறிதல் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
பாரம்பரியமானபோட்டோடெக்டர்கள்பிம்பமாக்கல் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒளி உணரிகள் பொதுவாக குறைக்கடத்திப் பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. எனவே, லித்தியம் நையோபேட்டின் குறைந்த ஒளி உறிஞ்சும் விகிதம் மற்றும் மின்காப்புப் பண்புகள், ஒளி உணரி ஆராய்ச்சியாளர்களால் அது விரும்பப்படாத ஒன்றாகவும், இத்துறையில் ஒரு கடினமான புள்ளியாகவும் இருப்பதை சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி உணர்த்துகின்றன. இருப்பினும், சமீபத்திய ஆண்டுகளில் ஏற்பட்ட பல்லிணைப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி, லித்தியம் நையோபேட் அடிப்படையிலான ஒளி உணரிகளின் ஆராய்ச்சிக்கு நம்பிக்கையை அளித்துள்ளது. வலுவான ஒளி உறிஞ்சும் திறன் அல்லது சிறந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட பிற பொருட்களை, லித்தியம் நையோபேட்டின் குறைபாடுகளை ஈடுசெய்ய அதனுடன் பல்லின முறையில் ஒருங்கிணைக்க முடியும். அதே நேரத்தில், லித்தியம் நையோபேட்டின் கட்டமைப்புச் சமச்சீரின்மையால் ஏற்படும் தன்னிச்சையான முனைவாக்கத்தால் தூண்டப்படும் வெப்பமின்னியல் பண்புகளை, ஒளிக்கதிர்வீச்சின் கீழ் வெப்பமாக மாற்றுவதன் மூலம் கட்டுப்படுத்த முடியும். இதன்மூலம், ஒளியியல்-மின்னணு கண்டறிதலுக்கான வெப்பமின்னியல் பண்புகளை மாற்றியமைக்கலாம். இந்த வெப்ப விளைவு பரந்த அலைவரிசை மற்றும் சுய-இயக்கம் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது மற்ற பொருட்களுடன் நன்கு இணைக்கப்பட்டு ஒன்றிணைக்கப்படலாம். வெப்ப மற்றும் ஒளிமின்னியல் விளைவுகளின் ஒத்திசைவான பயன்பாடு, லித்தியம் நையோபேட் அடிப்படையிலான ஒளி உணரிகளுக்கு ஒரு புதிய சகாப்தத்தைத் திறந்து, இரண்டு விளைவுகளின் நன்மைகளையும் இணைக்க சாதனங்களைச் சாத்தியமாக்கியுள்ளது. மேலும், குறைபாடுகளை ஈடுசெய்வதற்கும், நன்மைகளின் நிரப்பு ஒருங்கிணைப்பை அடைவதற்கும், இது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் ஒரு ஆராய்ச்சி மையமாக விளங்குகிறது. கூடுதலாக, லித்தியம் நையோபேட்டைக் கண்டறிவதில் உள்ள சிரமத்தைத் தீர்க்க, அயனிப் பதியவைப்பு, பட்டைப் பொறியியல் மற்றும் குறைபாட்டுப் பொறியியல் ஆகியவற்றின் பயன்பாடும் ஒரு நல்ல தேர்வாகும். இருப்பினும், லித்தியம் நையோபேட்டைச் செயலாக்குவதில் உள்ள அதிக சிரமம் காரணமாக, குறைந்த ஒருங்கிணைப்பு, வரிசைப் படமாக்கல் சாதனங்கள் மற்றும் அமைப்புகள், மற்றும் போதுமான செயல்திறன் இல்லாமை போன்ற பெரும் சவால்களை இந்தத் துறை இன்னும் எதிர்கொள்கிறது, இது பெரும் ஆராய்ச்சி மதிப்பையும் இடத்தையும் கொண்டுள்ளது.

படம் 1-இல், LN பட்டை இடைவெளியில் உள்ள குறைபாடு ஆற்றல் நிலைகளை எலக்ட்ரான் வழங்கும் மையங்களாகப் பயன்படுத்தி, கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளித் தூண்டுதலின் கீழ் கடத்தும் பட்டையில் தடையற்ற மின்னூட்டக் கடத்திகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. பொதுவாக சுமார் 100Hz பதிலளிப்பு வேகத்திற்குக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்த முந்தைய வெப்பமின்னியல் LN ஒளி உணரிகளுடன் ஒப்பிடுகையில், இதுLN ஒளி உணரி10kHz வரையிலான வேகமான பதிலளிப்பு வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது. அதே சமயம், இந்த ஆய்வில், மெக்னீசியம் அயனி கலக்கப்பட்ட LN ஆனது 10kHz வரையிலான பதிலளிப்புடன் வெளிப்புற ஒளி பண்பேற்றத்தை அடைய முடியும் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டது. இந்த ஆய்வு, உயர் செயல்திறன் மற்றும்அதிவேக LN ஒளி உணரிகள்முழுமையாகச் செயல்படும் ஒற்றைச் சில்லு ஒருங்கிணைந்த LN ஃபோட்டானிக் சில்லுகளின் கட்டுமானத்தில்.
சுருக்கமாக, ஆராய்ச்சித் துறைமெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் ஒளி உணர்விகள்இது முக்கியமான அறிவியல் முக்கியத்துவத்தையும், மகத்தான நடைமுறைப் பயன்பாட்டுத் திறனையும் கொண்டுள்ளது. எதிர்காலத்தில், தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி மற்றும் ஆராய்ச்சியின் ஆழத்துடன், மென்படல லித்தியம் நையோபேட் (LN) ஒளி உணர்விகள் உயர் ஒருங்கிணைப்பை நோக்கி வளரும். பல்வேறு ஒருங்கிணைப்பு முறைகளை இணைத்து, அனைத்து அம்சங்களிலும் உயர் செயல்திறன், வேகமான துலங்கல் மற்றும் அகலப்பட்டை கொண்ட மென்படல லித்தியம் நையோபேட் ஒளி உணர்விகளை அடைவது ஒரு யதார்த்தமாக மாறும். இது சில்லு ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் அறிவார்ந்த உணர்தல் துறைகளின் வளர்ச்சியைப் பெரிதும் ஊக்குவிப்பதோடு, புதிய தலைமுறை ஒளியியல் பயன்பாடுகளுக்கு அதிக வாய்ப்புகளையும் வழங்கும்.