Mens fim ityòm niobate (ln) photodetector

Mens fim ityòm niobate (ln) photodetector

Lithium niobate (LN) gen yon estrikti kristal inik ak efè fizik rich, tankou efè linear, efè elektwo-optik, efè pyroelectric, ak efè piezoelectric. An menm tan an, li gen avantaj ki genyen nan wideband fenèt transparans optik ak alontèm estabilite. Karakteristik sa yo fè yon platfòm enpòtan pou nouvo jenerasyon fotonik entegre yo. Nan aparèy optik ak sistèm optoelectronic, karakteristik sa yo nan LN ka bay fonksyon rich ak pèfòmans, pwomosyon devlopman nan kominikasyon optik, informatique optik, ak jaden optik kèk. Sepandan, akòz absòpsyon nan fèb ak pwopriyete izolasyon nan ityòm niobate, aplikasyon an entegre nan ityòm niobate toujou ap fè fas a pwoblèm nan nan deteksyon difisil. Nan dènye ane yo, rapò nan jaden sa a sitou gen ladan waveguide photodetectors entegre ak heterojunction photodetectors.
Fotodètèkteur entegre integrated ki baze sou ityòm niobate anjeneral konsantre sou kominikasyon optik C-band la (1525-1565nm). An tèm de fonksyon, LN sitou jwe wòl nan vag gide, pandan y ap fonksyon an deteksyon optoelectronic sitou depann sou semi-kondiktè tankou Silisyòm, III-V gwoup etwat bandgap semi-kondiktè, ak materyèl ki genyen de dimansyon. Nan yon achitekti konsa, limyè transmèt nan ityòm niobate optik vag ak pèt ki ba, ak Lè sa a, absòbe pa lòt materyèl semi -conducteurs ki baze sou efè foto -elektrik (tankou fotokonduktivite oswa efè fotovoltaik) ogmante konsantrasyon konpayi asirans ak konvèti li nan siyal elektrik pou pwodiksyon. Avantaj yo se segondè opere Pleasant (~ GHz), ki ba vòltaj opere, ti gwosè, ak konpatibilite ak entegrasyon fotonik chip. Sepandan, akòz separasyon an espasyal nan ityòm niobate ak materyèl semi -conducteurs, byenke yo chak fè fonksyon pwòp yo, LN sèlman jwe yon wòl nan gide vag ak lòt pwopriyete ekselan etranje pa te byen itilize. Materyèl semi -conducteurs sèlman jwe yon wòl nan konvèsyon foto -elektrik ak mank kouti konplemantè youn ak lòt, sa ki lakòz yon bann opere relativman limite. An tèm de aplikasyon espesifik, kouti a nan limyè ki soti nan sous la limyè a ityòm nan Niobate Optical Waveguide rezilta nan pèt siyifikatif ak kondisyon pwosesis strik. Anplis de sa, aktyèl pouvwa optik nan limyè a iradyasyon sou kanal la aparèy semi -conducteurs nan rejyon an kouti se difisil kalifye, ki limite pèfòmans deteksyon li yo.
Tradisyonèl laPhotoDetectorsItilize pou aplikasyon D 'yo anjeneral ki baze sou materyèl semi -conducteurs. Se poutèt sa, pou ityòm niobate, ba li yo absòpsyon limyè pousantaj ak pwopriyete posibilite fè li san dout pa favorize pa chèchè photodetector, e menm yon pwen difisil nan jaden an. Sepandan, te devlopman nan teknoloji eterojunction nan dènye ane yo te pote espwa nan rechèch la nan ityòm niobate ki baze sou photodetectors. Lòt materyèl ki gen gwo absòpsyon limyè oswa ekselan konduktiviti ka heterogeneously entegre ak ityòm niobate pou konpanse pou enpèfeksyon li yo. An menm tan an, polarizasyon espontane pwovoke karakteristik pyroelectric nan ityòm niobate akòz anisotropi estriktirèl li yo ka kontwole pa konvèti nan chalè anba iradyasyon limyè, kidonk chanje karakteristik yo ki piroelèktrik pou deteksyon optoelectronic. Efè tèmik sa a gen avantaj ki genyen nan wideband ak kondwi pwòp tèt ou, epi yo ka byen konplete ak kole ak lòt materyèl. Itilizasyon synchronous nan efè tèmik ak foto -elektrik te louvri yon nouvo epòk pou ityòm Niobate ki baze sou photodetectors, pèmèt aparèy yo konbine avantaj ki genyen nan tou de efè. Ak fè moute pou enpèfeksyon yo epi reyalize konplemantè entegrasyon nan avantaj, li se yon otspo rechèch nan dènye ane yo. Anplis de sa, itilizasyon nan enplantasyon ion, jeni bann, ak jeni domaj se tou yon bon chwa yo rezoud difikilte pou la nan detekte ityòm niobate. Sepandan, akòz difikilte pou pwosesis segondè nan ityòm niobate, jaden sa a toujou ap fè fas gwo defi tankou entegrasyon ki ba, aparèy D 'etalaj ak sistèm, ak pèfòmans ensifizan, ki gen gwo valè rechèch ak espas.

Figi 1, lè l sèvi avèk eta yo enèji domaj nan bandgap la LN kòm sant donatè elèktron, transpòtè chaj gratis yo pwodwi nan gwoup la kondiksyon anba eksitasyon limyè vizib. Konpare ak pyroelectric LN photodetectors anvan yo, ki te tipikman limite a yon vitès repons nan alantou 100Hz, sa aLn photodetectorgen yon vitès repons pi vit nan jiska 10kHz. Pandan se tan, nan travay sa a, li te demontre ke mayezyòm ion doped LN ka reyalize ekstèn modulasyon limyè ak yon repons ki rive jiska 10kHz. Travay sa a fè pwomosyon rechèch la sou pèfòmans-wo akHigh-vitès LN PhotodetectorsNan konstriksyon an nan konplètman fonksyonèl sèl-chip entegre ln fotonik chips.
An rezime, jaden rechèch la nanmens fim ityòm niobate photodetectorsgen siyifikasyon enpòtan syantifik ak menmen potansyèl aplikasyon pratik. Nan lavni an, ak devlopman nan teknoloji ak grandisan nan rechèch, mens fim ityòm niobate (LN) photodetectors ap devlope nan direksyon pou pi wo entegrasyon. Konbine diferan metòd entegrasyon pou reyalize pèfòmans-wo, repons vit, ak wideband mens fim ityòm niobate photodetectors nan tout aspè yo ap vin yon reyalite, ki pral anpil ankouraje devlopman nan sou-chip entegrasyon ak entelijan jaden kèk, epi yo bay plis posiblite pou la Nouvo jenerasyon aplikasyon fotonik yo.