דין-פילם ליטהיום טאַנטאַלאַטע (LTOI) מאַטעריאַל איז ימערדזשינג ווי אַ באַטייַטיק נייַ קראַפט אין די ינאַגרייטיד אָפּטיק פעלד. דאָס יאָר, עטלעכע הויך-מדרגה ווערק אויף לטאָי מאָדולאַטאָרס זענען ארויס, מיט הויך-קוואַליטעט לטאָי ווייפערז צוגעשטעלט דורך פּראָפעסאָר Xin Ou פון די שאַנגהאַי אינסטיטוט פון מיקראָסיסטעם און אינפֿאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע, און הויך-קוואַליטעט וואַוועגייד עטשינג פּראַסעסאַז דעוועלאָפּעד דורך פּראָפעסאָר קיפּפּענבערג ס גרופּע אין EPFL , שווייץ. זייער קאַלאַבערייטיוו השתדלות האָבן געוויזן ימפּרעסיוו רעזולטאַטן. אַדדיטיאָנאַללי, פאָרשונג טימז פון זשעדזשיאַנג אוניווערסיטעט געפירט דורך פּראָפעסאָר ליו ליו און האַרוואַרד אוניווערסיטעט געפירט דורך פּראָפעסאָר לאָנקאַר האָבן אויך געמאלדן וועגן הויך-גיכקייַט, הויך-סטאַביליטי לטאָי מאַדזשאַלייטערז.
ווי אַ נאָענט קאָרעוו פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַטע (LNOI), LTOI ריטיין די הויך-גיכקייַט מאַדזשאַליישאַן און נידעריק-אָנווער קעראַקטעריסטיקס פון ליטהיום ניאָבאַטע און אויך פאָרשלאָגן אַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי נידעריק פּרייַז, נידעריק ביירעפרינגענסע און רידוסט פאָטאָרעפראַקטיווע יפעקץ. א פאַרגלייַך פון די הויפּט קעראַקטעריסטיקס פון די צוויי מאַטעריאַלס איז דערלאנגט אונטן.
◆ סימאַלעראַטיז צווישן ליטהיום טאַנטאַלאַטע (לטאָי) און ליטהיום ניאָבאַטע (לנאָי)
①רעפראַקטיווע אינדעקס:2.12 קעגן 2.21
דאָס ימפּלייז אַז די איין-מאָדע וואַוועגייד דימענשאַנז, בענדינג ראַדיוס און פּראָסט פּאַסיוו מיטל סיזעס באזירט אויף ביידע מאַטעריאַלס זענען זייער ענלעך, און זייער פיברע קאַפּלינג פאָרשטעלונג איז אויך פאַרגלייַכלעך. מיט גוט וואַוועגייד עטשינג, ביידע מאַטעריאַלס קענען דערגרייכן אַ ינסערשאַן אָנווער פון<0.1 דב/קם. EPFL ריפּאָרץ אַ וואַוועגייד אָנווער פון 5.6 דב / עם.
②עלעקטראָ-אָפּטיק קאָואַפישאַנט:30.5 PM/V קעגן 30.9 PM/V
די מאַדזשאַליישאַן עפעקטיווקייַט איז פאַרגלייַכלעך פֿאַר ביידע מאַטעריאַלס, מיט מאַדזשאַליישאַן באזירט אויף די Pockels ווירקונג, אַלאַוינג אַ הויך באַנדווידט. דערווייַל, LTOI מאָדולאַטאָרס זענען ביכולת צו דערגרייכן 400 ג פּער שטעג פאָרשטעלונג, מיט אַ באַנדווידט יקסיד 110 GHz.
③באַנדגאַפּ:3.93 eV קעגן 3.78 eV
ביידע מאַטעריאַלס האָבן אַ ברייט טראַנספּעראַנט פֿענצטער, וואָס שטיצט אַפּלאַקיישאַנז פון קענטיק צו ינפרערעד ווייוולענגטס, אָן אַבזאָרפּשאַן אין די קאָמוניקאַציע באַנדס.
④צווייטע סדר ניט-לינעאַר קאָואַפישאַנט (ד33):21 PM/V קעגן 27 PM/V
אויב געוויינט פֿאַר ניט-לינעאַר אַפּלאַקיישאַנז אַזאַ ווי צווייטע האַרמאָניק דור (SHG), חילוק-אָפטקייַט דור (DFG), אָדער סאַכאַקל-אָפטקייַט דור (SFG), די קאַנווערזשאַן יפעקטיוונאַס פון די צוויי מאַטעריאַלס זאָל זיין גאַנץ ענלעך.
◆ קאָסט אַדוואַנטידזש פון לטאָי ווס לנאָי
①נידעריקער ווייפער צוגרייטונג קאָס
LNOI ריקווייערז ער יאָן ימפּלאַנטיישאַן פֿאַר שיכטע צעשיידונג, וואָס האט נידעריק ייאַנאַזיישאַן עפעקטיווקייַט. אין קאַנטראַסט, LTOI ניצט H ion ימפּלאַנטיישאַן פֿאַר צעשיידונג, ענלעך צו SOI, מיט אַ דעלאַמינאַטיאָן עפעקטיווקייַט איבער 10 מאל העכער ווי LNOI. דעם רעזולטאטן אין אַ באַטייטיק פּרייַז חילוק פֿאַר 6-אינטש ווייפערז: $300 ווס $2000, אַ 85% פּרייַז רעדוקציע.
②עס איז שוין וויידלי געניצט אין די קאַנסומער עלעקטראָניק מאַרק פֿאַר אַקוסטיש פילטערס(750,000 וניץ אַניואַלי, געוויינט דורך סאַמסונג, עפּל, סאָני, אאז"ו ו).
◆ פאָרשטעלונג אַדוואַנטאַגעס פון לטאָי ווס לנאָי
①ווייניקערע מאַטעריאַל חסרונות, ווייכער פאָטאָרעפראַקטיווע ווירקונג, מער פעסטקייַט
טכילעס, LNOI מאָדולאַטאָרס אָפט יגזיבאַטאַד פאָרורטייל פונט דריפט, בפֿרט רעכט צו אָפּצאָל אַקיומיאַליישאַן געפֿירט דורך חסרונות אין די וואַוועגייד צובינד. אויב ניט באהאנדלט, די דעוויסעס קען נעמען אַרויף צו אַ טאָג צו סטייבאַלייז. אָבער, פאַרשידן מעטהאָדס זענען דעוועלאָפּעד צו אַדרעס דעם אַרויסגעבן, אַזאַ ווי ניצן מעטאַל אַקסייד קלאַדדינג, סאַבסטרייט פּאָולעראַזיישאַן און אַנילינג, מאכן דעם פּראָבלעם לאַרגעלי מאַנידזשאַבאַל איצט.
אין קאַנטראַסט, LTOI האט ווייניקערע מאַטעריאַל חסרונות, וואָס פירן צו באטייטיק רידוסט דריפט דערשיינונגען. אפילו אָן נאָך פּראַסעסינג, זייַן אַפּערייטינג פונט בלייבט לעפיערעך סטאַביל. ענלעכע רעזולטאַטן האָבן שוין געמאלדן דורך EPFL, האַרוואַרד און זשעדזשיאַנג אוניווערסיטעט. אָבער, דער פאַרגלייַך אָפט ניצט אַנטריטיד LNOI מאָדולאַטאָרס, וואָס קען נישט זיין גאָר שיין; מיט פּראַסעסינג, די פאָרשטעלונג פון ביידע מאַטעריאַלס איז מסתּמא ענלעך. דער הויפּט חילוק ליגט אין LTOI ריקוויירינג ווייניקערע נאָך פּראַסעסינג סטעפּס.
②נידעריקער בירעפרינגענסע: 0.004 ווס 0.07
די הויך בירעפרינגענסע פון ליטהיום ניאָבאַטע (LNOI) קענען זיין טשאַלאַנדזשינג אין צייט, ספּעציעל ווי וואַוועגייד בענדס קענען אָנמאַכן מאָדע קאַפּלינג און מאָדע כייברידיזיישאַן. אין דין LNOI, אַ בייגן אין די וואַוועגייד קענען טייל גער TE ליכט אין טם ליכט, וואָס קאַמפּלאַקייץ די פאַבריקיישאַן פון זיכער פּאַסיוו דעוויסעס, אַזאַ ווי פילטערס.
מיט LTOI, דער נידעריקער ביירעפרינגענסע ילימאַנייץ דעם אַרויסגעבן, פּאַטענטשאַלי מאכן עס גרינגער צו אַנטוויקלען הויך-פאָרשטעלונג פּאַסיוו דעוויסעס. EPFL האט אויך רעפּאָרטעד נאָוטאַבאַל רעזולטאטן, לעווערידזשינג LTOI ס נידעריק בירעפרינגענסע און פעלן פון מאָדע אַריבער צו דערגרייכן הינטער-ברייט-ספּעקטרום עלעקטראָ-אָפּטיק אָפטקייַט קאַם דור מיט פלאַך דיספּערסיאָן קאָנטראָל איבער אַ ברייט ספּעקטראַל קייט. דאָס ריזאַלטיד אין אַן ימפּרעסיוו 450 נם קאַם באַנדווידט מיט איבער 2000 קאַם שורות, עטלעכע מאָל גרעסער ווי וואָס קענען זיין אַטשיווד מיט ליטהיום ניאָבאַטע. קאַמפּערד מיט Kerr אָפּטיש אָפטקייַט קאָומז, עלעקטראָ-אָפּטיק קאָומז פאָרשלאָגן די מייַלע פון זיין שוועל-פריי און מער סטאַביל, כאָטש זיי דאַרפן אַ הויך-מאַכט מייקראַווייוו אַרייַנשרייַב.
③העכער אָפּטיש שעדיקן שוועל
די אָפּטיש שעדיקן שוועל פון LTOI איז צוויי מאָל אַז פון LNOI, און אָפפערס אַ מייַלע אין נאָנלינער אַפּלאַקיישאַנז (און פּאַטענטשאַלי צוקונפֿט קאָוכיראַנט פּערפעקט אַבזאָרפּשאַן (קפּאָ) אַפּלאַקיישאַנז). קראַנט אָפּטיש מאָדולע מאַכט לעוועלס זענען אַנלייקלי צו שעדיקן ליטהיום ניאָבאַטע.
④נידעריק ראַמאַן ווירקונג
דאָס אויך אַפּלייז צו ניט-לינעאַר אַפּלאַקיישאַנז. ליטהיום ניאָבאַטע האט אַ שטאַרק ראַמאַן ווירקונג, וואָס אין Kerr אָפּטיש אָפטקייַט קאַם אַפּלאַקיישאַנז קענען פירן צו אַנוואָנטיד ראַמאַן ליכט דור און געווינען פאַרמעסט, פּרעווענטינג רענטגענ-שנייַדן ליטהיום ניאָבאַטע אָפּטיש אָפטקייַט קאָומז פון ריטשינג די סאָליטאָן שטאַט. מיט LTOI, די ראַמאַן ווירקונג קענען זיין סאַפּרעסט דורך קריסטאַל אָריענטירונג פּלאַן, אַלאַוינג X-cut LTOI צו דערגרייכן סאָליטאָן אָפּטיש אָפטקייַט קאַם דור. דאָס ינייבאַלז די מאַנאַליטיק ינאַגריישאַן פון סאָליטאָן אָפּטיש אָפטקייַט קאָומז מיט הויך-גיכקייַט מאָדולאַטאָרס, אַ פיט וואָס איז ניט אַטשיוואַבאַל מיט LNOI.
◆ פארוואס איז דין-פילם ליטהיום טאַנטאַלאַטע (לטאָי) נישט דערמאנט פריער?
ליטהיום טאַנטאַלאַטע האט אַ נידעריקער קיריע טעמפּעראַטור ווי ליטהיום ניאָבאַטע (610 ° C קעגן 1157 ° C). איידער די אַנטוויקלונג פון העטעראָינטגראַטיאָן טעכנאָלאָגיע (XOI), ליטהיום ניאָבאַטע מאָדולאַטאָרס זענען מאַניאַפאַקטשערד מיט טיטאַניום דיפיוזשאַן, וואָס ריקווייערז אַנילינג ביי איבער 1000 ° C, מאכן לטאָי ומפּאַסיק. אָבער, מיט הייַנט ס יבעררוק צו נוצן ינסאַלייטער סאַבסטרייץ און וואַוועגייד עטשינג פֿאַר מאָדולאַטאָר פאָרמירונג, אַ 610 °C Curie טעמפּעראַטור איז מער ווי גענוג.
◆ וועט דין-פילם ליטהיום טאַנטאַלאַטע (לטאָי) פאַרבייַטן דין-פילם ליטהיום ניאָבאַטע (טפלן)?
באַזירט אויף קראַנט פאָרשונג, LTOI אָפפערס אַדוואַנטידזשיז אין פּאַסיוו פאָרשטעלונג, פעסטקייַט און גרויס-וואָג פּראָדוקציע קאָס, אָן קלאָר דראָבאַקס. אָבער, LTOI טוט נישט יקסיד ליטהיום ניאָבאַטע אין מאַדזשאַליישאַן פאָרשטעלונג, און פעסטקייַט ישוז מיט LNOI האָבן באַוווסט סאַלושאַנז. פֿאַר קאָמוניקאַציע דר מאַדזשולז, עס איז מינימאַל פאָדערונג פֿאַר פּאַסיוו קאַמפּאָונאַנץ (און סיליציום ניטרידע קען זיין געוויינט אויב דארף). אַדדיטיאָנאַללי, נייַ ינוועסטמאַנץ זענען פארלאנגט צו שייַעך-פאַרלייגן ווייפער-מדרגה עטשינג פּראַסעסאַז, העטעראָינטגראַטיאָן טעקניקס, און רילייאַבילאַטי טעסטינג (די שוועריקייט מיט ליטהיום ניאָבאַטע עטשינג איז נישט די וואַוועגייד אָבער דערגרייכן הויך-טראָגן ווייפער-מדרגה עטשינג). דעריבער, צו קאָנקורירן מיט ליטהיום ניאָבאַטע ס געגרינדעט שטעלע, LTOI קען דאַרפֿן צו ופדעקן ווייַטער אַדוואַנטידזשיז. אַקאַדעמיקלי, אָבער, LTOI אָפפערס באַטייטיק פאָרשונג פּאָטענציעל פֿאַר ינאַגרייטיד אויף-שפּאָן סיסטעמען, אַזאַ ווי אָקטאַוו-ספּאַנינג עלעקטראָ-אָפּטיק קאָומז, PPLT, סאָליטאָן און AWG ווייוולענגט דיוויזשאַנז און מענגע מאָדולאַטאָרס.
פּאָסטן צייט: נאוועמבער-08-2024