ඒකාබද්ධ දෘෂ්ටි විද්‍යා ක්ෂේත්‍රයේ සැලකිය යුතු නව බලවේගයක් ලෙස තුනී පටල ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) ද්‍රව්‍ය මතුවෙමින් තිබේ. මෙම වසරේ දී, LTOI මොඩියුලේටර් පිළිබඳ ඉහළ මට්ටමේ කෘති කිහිපයක් ප්‍රකාශයට පත් කර ඇති අතර, ෂැංහයි ක්ෂුද්‍ර පද්ධති සහ තොරතුරු තාක්ෂණ ආයතනයේ මහාචාර්ය ෂින් ඕ විසින් සපයන ලද උසස් තත්ත්වයේ LTOI වේෆර් සහ ස්විට්සර්ලන්තයේ EPFL හි මහාචාර්ය කිපෙන්බර්ග්ගේ කණ්ඩායම විසින් සංවර්ධනය කරන ලද උසස් තත්ත්වයේ තරංග මාර්ගෝපදේශ කැටයම් ක්‍රියාවලීන් ඇතුළත් වේ. ඔවුන්ගේ සහයෝගී උත්සාහයන් ආකර්ෂණීය ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කර ඇත. මීට අමතරව, මහාචාර්ය ලියු ලියුගේ නායකත්වයෙන් යුත් ෂෙජියැං විශ්ව විද්‍යාලයේ සහ මහාචාර්ය ලොන්කාර්ගේ නායකත්වයෙන් යුත් හාවඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම් අධිවේගී, අධි-ස්ථාවර LTOI මොඩියුලේටර් පිළිබඳව ද වාර්තා කර ඇත.
තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් (LNOI) හි සමීප ඥාතියෙකු ලෙස, LTOI ලිතියම් නියෝබේට් හි අධිවේගී මොඩියුලේෂන් සහ අඩු-අලාභ ලක්ෂණ රඳවා ගන්නා අතරම අඩු පිරිවැය, අඩු ද්විවර්තනය සහ අඩු ප්‍රකාශ වර්තන බලපෑම් වැනි වාසි ද ලබා දෙයි. ද්‍රව්‍ය දෙකෙහි ප්‍රධාන ලක්ෂණ සංසන්දනයක් පහත දැක්වේ.
◆ ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) සහ ලිතියම් නියෝබේට් (LNOI) අතර සමානකම්
① ① ශ්‍රව්‍යවර්තන දර්ශකය:2.12 එදිරිව 2.21
මෙයින් ගම්‍ය වන්නේ ද්‍රව්‍ය දෙකම මත පදනම් වූ තනි මාදිලියේ තරංග මාර්ගෝපදේශක මානයන්, නැමීමේ අරය සහ පොදු නිෂ්ක්‍රීය උපාංග ප්‍රමාණයන් ඉතා සමාන බවත්, ඒවායේ තන්තු සම්බන්ධ කිරීමේ කාර්ය සාධනය ද සැසඳිය හැකි බවත්ය. හොඳ තරංග මාර්ගෝපදේශ කැටයම් සමඟ, ද්‍රව්‍ය දෙකටම ඇතුළත් කිරීමේ අලාභයක් ලබා ගත හැකිය.<0.1 dB/cm. EPFL 5.6 dB/m තරංග මාර්ගෝපදේශ අලාභයක් වාර්තා කරයි.
② ② ශ්‍රේණියවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය සංගුණකය:30.5 pm/V vs 30.9 pm/V
මොඩියුලේෂන් කාර්යක්ෂමතාව ද්‍රව්‍ය දෙකෙහිම සැසඳිය හැකි අතර, පොකල්ස් ආචරණය මත පදනම් වූ මොඩියුලේෂන් මඟින් ඉහළ කලාප පළලක් ලබා ගත හැකිය. වර්තමානයේ, LTOI මොඩියුලේටර් වලට එක් මංතීරුවකට 400G කාර්ය සාධනයක් ලබා ගැනීමට හැකියාව ඇති අතර, කලාප පළල 110 GHz ඉක්මවයි.
③ ③ ශ්‍රව්‍යබෑන්ඩ්පරේතය:3.93 eV එදිරිව 3.78 eV
ද්‍රව්‍ය දෙකෙහිම පුළුල් විනිවිද පෙනෙන කවුළුවක් ඇති අතර, සන්නිවේදන කලාපවල අවශෝෂණයකින් තොරව දෘශ්‍යමාන සිට අධෝරක්ත තරංග ආයාම දක්වා යෙදුම් සඳහා සහාය වේ.
④ (අයිතමය)දෙවන පෙළ රේඛීය නොවන සංගුණකය (d33):ප.ව. 21/වී එදිරිව ප.ව. 27/වී
දෙවන හාර්මොනික් උත්පාදනය (SHG), වෙනස-සංඛ්‍යාත උත්පාදනය (DFG) හෝ එකතුව-සංඛ්‍යාත උත්පාදනය (SFG) වැනි රේඛීය නොවන යෙදුම් සඳහා භාවිතා කරන්නේ නම්, ද්‍රව්‍ය දෙකෙහි පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව බොහෝ දුරට සමාන විය යුතුය.
◆ LTOI එදිරිව LNOI හි පිරිවැය වාසිය
① ① ශ්‍රව්‍යඅඩු වේෆර් සකස් කිරීමේ පිරිවැය
LNOI ස්ථර වෙන් කිරීම සඳහා He අයන බද්ධ කිරීම අවශ්‍ය වන අතර එය අඩු අයනීකරණ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. ඊට වෙනස්ව, LTOI වෙන් කිරීම සඳහා H අයන බද්ධ කිරීම භාවිතා කරයි, SOI හා සමානව, LNOI ට වඩා 10 ගුණයකට වඩා වැඩි විච්ඡේදක කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. මෙය අඟල් 6 වේෆර් සඳහා සැලකිය යුතු මිල වෙනසක් ඇති කරයි: ඩොලර් 300 එදිරිව ඩොලර් 2000, 85% පිරිවැය අඩු කිරීමකි.
② ② ශ්‍රේණියඑය දැනටමත් පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික වෙළඳපොලේ ධ්වනි පෙරහන් සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.(වාර්ෂිකව ඒකක 750,000, සැම්සුන්, ඇපල්, සෝනි ආදිය භාවිතා කරයි).
◆ LTOI එදිරිව LNOI හි කාර්ය සාධන වාසි
① ① ශ්‍රව්‍යද්‍රව්‍ය දෝෂ අඩුයි, ප්‍රකාශ වර්තන ආචරණය දුර්වලයි, වැඩි ස්ථායිතාවක්
මුලදී, LNOI මොඩියුලේටර් බොහෝ විට පක්ෂග්‍රාහී ලක්ෂ්‍ය ප්ලාවිතය පෙන්නුම් කළ අතර, ප්‍රධාන වශයෙන් තරංග මාර්ගෝපදේශ අතුරුමුහුණතේ දෝෂ නිසා ඇති වූ ආරෝපණ සමුච්චය වීම නිසාය. ප්‍රතිකාර නොකළහොත්, මෙම උපාංග ස්ථාවර වීමට දිනක් දක්වා ගත විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා ලෝහ ඔක්සයිඩ් ආවරණ භාවිතා කිරීම, උපස්ථර ධ්‍රැවීකරණය සහ ඇනීලිං වැනි විවිධ ක්‍රම සංවර්ධනය කරන ලද අතර, එමඟින් මෙම ගැටළුව දැන් බොහෝ දුරට කළමනාකරණය කළ හැකිය.
ඊට වෙනස්ව, LTOI හි ද්‍රව්‍යමය දෝෂ අඩු වන අතර එමඟින් ප්ලාවිතය සංසිද්ධි සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ. අතිරේක සැකසුම් නොමැතිව වුවද, එහි මෙහෙයුම් ලක්ෂ්‍යය සාපේක්ෂව ස්ථාවරව පවතී. EPFL, හාවර්ඩ් සහ ෂෙජියැං විශ්ව විද්‍යාලය විසින් සමාන ප්‍රතිඵල වාර්තා කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, සංසන්දනය බොහෝ විට ප්‍රතිකාර නොකළ LNOI මොඩියුලේටර් භාවිතා කරයි, එය සම්පූර්ණයෙන්ම සාධාරණ නොවිය හැකිය; සැකසීම සමඟ, ද්‍රව්‍ය දෙකෙහිම ක්‍රියාකාරිත්වය සමාන විය හැකිය. ප්‍රධාන වෙනස වන්නේ LTOI හි අඩු අමතර සැකසුම් පියවර අවශ්‍ය වීමයි.
② ② ශ්‍රේණියපහළ ද්වි-මුහුණ අනුපාතය: 0.004 එදිරිව 0.07
ලිතියම් නියෝබේට් (LNOI) හි ඉහළ ද්විවර්තනය සමහර අවස්ථාවලදී අභියෝගාත්මක විය හැකිය, විශේෂයෙන් තරංග මාර්ගෝපදේශ නැමීම් මාදිලි සම්බන්ධ කිරීම සහ මාදිලි දෙමුහුන්කරණයට හේතු විය හැක. තුනී LNOI හි, තරංග මාර්ගෝපදේශයේ නැමීමක් මඟින් TE ආලෝකය අර්ධ වශයෙන් TM ආලෝකය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර, පෙරහන් වැනි ඇතැම් නිෂ්ක්‍රීය උපාංග නිෂ්පාදනය සංකීර්ණ කරයි.
LTOI සමඟ, පහළ ද්වි-වර්තනය මෙම ගැටළුව ඉවත් කරයි, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත නිෂ්ක්‍රීය උපාංග සංවර්ධනය කිරීම පහසු කරයි. EPFL ද කැපී පෙනෙන ප්‍රතිඵල වාර්තා කර ඇති අතර, පුළුල් වර්ණාවලි පරාසයක් හරහා පැතලි විසරණ පාලනයක් සහිත අතිශය පුළුල් වර්ණාවලි විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත පනාව උත්පාදනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා LTOI හි අඩු ද්වි-වර්තනය සහ මාදිලි-හරස් කිරීම නොමැතිකම උපයෝගී කර ගනී. මෙය ලිතියම් නියෝබේට් සමඟ ලබා ගත හැකි ප්‍රමාණයට වඩා කිහිප ගුණයකින් විශාල, 2000 කට අධික පනාව රේඛා සහිත ආකර්ෂණීය 450 nm පනාව කලාප පළලක් ලබා දුන්නේය. කර් ඔප්ටිකල් සංඛ්‍යාත පනා හා සසඳන විට, විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය පනා එළිපත්ත-නිදහස් සහ වඩා ස්ථායී වීමේ වාසිය ලබා දෙයි, නමුත් ඒවාට ඉහළ බලැති මයික්‍රෝවේව් ආදානයක් අවශ්‍ය වේ.
③ ③ ශ්‍රව්‍යඉහළ දෘශ්‍ය හානි සීමාව
LTOI හි දෘශ්‍ය හානි සීමාව LNOI මෙන් දෙගුණයක් වන අතර එය රේඛීය නොවන යෙදුම්වල (සහ අනාගත සහසම්බන්ධ පරිපූර්ණ අවශෝෂණ (CPO) යෙදුම්වල) වාසියක් ලබා දෙයි. වත්මන් දෘශ්‍ය මොඩියුල බල මට්ටම් ලිතියම් නියෝබේට්ට හානි කිරීමට ඉඩක් නැත.
④ (අයිතමය)අඩු රාමන් ආචරණය
මෙය රේඛීය නොවන යෙදුම් සඳහා ද අදාළ වේ. ලිතියම් නියෝබේට් ශක්තිමත් රාමන් ආචරණයක් ඇති අතර, එය කර් දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත පනාව යෙදීම් වලදී අනවශ්‍ය රාමන් ආලෝක උත්පාදනයට සහ තරඟකාරිත්වය ලබා ගැනීමට හේතු විය හැකි අතර, x-කට් ලිතියම් නියෝබේට් දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත පනා සොලිටන් තත්ත්වයට ළඟා වීම වළක්වයි. LTOI සමඟ, රාමන් ආචරණය ස්ඵටික දිශානති සැලසුම හරහා මර්දනය කළ හැකි අතර, x-කට් LTOI හට සොලිටන් දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත පනා උත්පාදනය ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි. මෙය LNOI සමඟ අත් කරගත නොහැකි කාර්යයක් වන අධිවේගී මොඩියුලේටර් සමඟ සොලිටන් දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත පනා වල ඒකලිතික ඒකාබද්ධ කිරීම සක්‍රීය කරයි.
◆ තුනී පටල ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) ගැන කලින් සඳහන් නොකළේ ඇයි?
ලිතියම් ටැන්ටලේට් වල කියුරි උෂ්ණත්වය ලිතියම් නියෝබේට් වලට වඩා අඩුය (610°C vs. 1157°C). විෂම ඒකාබද්ධතා තාක්ෂණය (XOI) සංවර්ධනය කිරීමට පෙර, ලිතියම් නියෝබේට් මොඩියුලේටර් ටයිටේනියම් විසරණය භාවිතයෙන් නිෂ්පාදනය කරන ලද අතර, ඒ සඳහා 1000°C ට වැඩි උෂ්ණත්වයකදී ඇනීල් කිරීම අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් LTOI නුසුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත්, මොඩියුලේටර් සෑදීම සඳහා පරිවාරක උපස්ථර සහ තරංග මාර්ගෝපදේශ කැටයම් භාවිතා කිරීම දෙසට අද මාරුවීමත් සමඟ, 610°C කියුරි උෂ්ණත්වය ප්‍රමාණවත් තරම් වැඩිය.
◆ තුනී පටල ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් (TFLN) ප්‍රතිස්ථාපනය කරයිද?
වත්මන් පර්යේෂණ මත පදනම්ව, LTOI නිෂ්ක්‍රීය කාර්ය සාධනය, ස්ථායිතාව සහ මහා පරිමාණ නිෂ්පාදන පිරිවැය සම්බන්ධයෙන් වාසි ලබා දෙන අතර, පැහැදිලි අඩුපාඩු නොමැත. කෙසේ වෙතත්, මොඩියුලේෂන් කාර්ය සාධනය තුළ LTOI ලිතියම් නියෝබේට් අභිබවා නොයන අතර, LNOI සමඟ ස්ථායිතා ගැටළු වලට දන්නා විසඳුම් තිබේ. සන්නිවේදන DR මොඩියුල සඳහා, නිෂ්ක්‍රීය සංරචක සඳහා අවම ඉල්ලුමක් පවතී (සහ අවශ්‍ය නම් සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් භාවිතා කළ හැකිය). ඊට අමතරව, වේෆර් මට්ටමේ කැටයම් ක්‍රියාවලීන්, විෂම ඒකාබද්ධ කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම සහ විශ්වසනීයත්වය පරීක්ෂා කිරීම නැවත ස්ථාපිත කිරීම සඳහා නව ආයෝජන අවශ්‍ය වේ (ලිතියම් නියෝබේට් කැටයම් කිරීමේ දුෂ්කරතාවය තරංග මාර්ගෝපදේශය නොව ඉහළ අස්වැන්නක් වේෆර් මට්ටමේ කැටයම් ලබා ගැනීමයි). එබැවින්, ලිතියම් නියෝබේට් හි ස්ථාපිත ස්ථානය සමඟ තරඟ කිරීමට, LTOI තවදුරටත් වාසි අනාවරණය කර ගැනීමට අවශ්‍ය විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ශාස්ත්‍රීය වශයෙන්, LTOI අෂ්ටක-විස්තාරණ විද්‍යුත්-දෘෂ්ටි පනා, PPLT, සොලිටන් සහ AWG තරංග ආයාම බෙදීම් උපාංග සහ අරා මොඩියුලේටර් වැනි ඒකාබද්ධ චිප පද්ධති සඳහා සැලකිය යුතු පර්යේෂණ විභවයක් ලබා දෙයි.
පළ කිරීමේ කාලය: නොවැම්බර්-08-2024