సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (ఎల్ఎన్) ఫోటోడెటెక్టర్

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (ఎల్ఎన్) ఫోటోడెటెక్టర్

లిథియం నియోబేట్ (ఎల్ఎన్) ఒక ప్రత్యేకమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు నాన్ లీనియర్ ఎఫెక్ట్స్, ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ఎఫెక్ట్స్, పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ వంటి గొప్ప భౌతిక ప్రభావాలను కలిగి ఉంది. అదే సమయంలో, ఇది వైడ్‌బ్యాండ్ ఆప్టికల్ పారదర్శకత విండో మరియు దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఈ లక్షణాలు కొత్త తరం ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోనిక్స్ కోసం LN ను ఒక ముఖ్యమైన వేదికగా చేస్తాయి. ఆప్టికల్ పరికరాలు మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ వ్యవస్థలలో, LN యొక్క లక్షణాలు గొప్ప విధులు మరియు పనితీరును అందించగలవు, ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్, ఆప్టికల్ కంప్యూటింగ్ మరియు ఆప్టికల్ సెన్సింగ్ ఫీల్డ్‌ల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తాయి. అయినప్పటికీ, లిథియం నియోబేట్ యొక్క బలహీనమైన శోషణ మరియు ఇన్సులేషన్ లక్షణాల కారణంగా, లిథియం నియోబేట్ యొక్క సమగ్ర అనువర్తనం ఇప్పటికీ కష్టతరమైన గుర్తింపు సమస్యను ఎదుర్కొంటుంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఈ రంగంలో వచ్చిన నివేదికలలో ప్రధానంగా వేవ్‌గైడ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్లు మరియు హెటెరోజక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్లు ఉన్నాయి.
లిథియం నియోబేట్ ఆధారంగా వేవ్‌గైడ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్ సాధారణంగా ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ సి-బ్యాండ్ (1525-1565NM) పై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. ఫంక్షన్ పరంగా, LN ప్రధానంగా గైడెడ్ తరంగాల పాత్రను పోషిస్తుంది, అయితే ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ డిటెక్షన్ ఫంక్షన్ ప్రధానంగా సిలికాన్, III-V గ్రూప్ ఇరుకైన బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్స్ మరియు రెండు డైమెన్షనల్ మెటీరియల్స్ వంటి సెమీకండక్టర్లపై ఆధారపడుతుంది. అటువంటి నిర్మాణంలో, కాంతి తక్కువ నష్టంతో లిథియం నియోబేట్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌ల ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది, ఆపై క్యారియర్ ఏకాగ్రతను పెంచడానికి మరియు అవుట్‌పుట్ కోసం ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌లుగా మార్చడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాల ఆధారంగా (ఫోటోకండక్టివిటీ లేదా ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావాలు వంటివి) ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. అధిక ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ (~ GHz), తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్, చిన్న పరిమాణం మరియు ఫోటోనిక్ చిప్ ఇంటిగ్రేషన్‌తో అనుకూలత. ఏదేమైనా, లిథియం నియోబేట్ మరియు సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ప్రాదేశిక విభజన కారణంగా, అవి ప్రతి ఒక్కటి తమ సొంత విధులను నిర్వర్తించనప్పటికీ, తరంగాలకు మార్గనిర్దేశం చేయడంలో LN మాత్రమే పాత్ర పోషిస్తుంది మరియు ఇతర అద్భుతమైన విదేశీ ఆస్తులు బాగా ఉపయోగించబడలేదు. సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడిలో మాత్రమే పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు ఒకదానితో ఒకటి పరిపూరకరమైన కలపడం లేకపోవడం, ఫలితంగా సాపేక్షంగా పరిమిత ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్ వస్తుంది. నిర్దిష్ట అమలు పరంగా, కాంతి మూలం నుండి లిథియం నియోబేట్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్ వరకు కాంతిని కలపడం వల్ల గణనీయమైన నష్టాలు మరియు కఠినమైన ప్రక్రియ అవసరాలకు దారితీస్తుంది. అదనంగా, కలపడం ప్రాంతంలోని సెమీకండక్టర్ పరికర ఛానెల్‌పైకి వికిరణం చేయబడిన కాంతి యొక్క వాస్తవ ఆప్టికల్ శక్తి క్రమాంకనం చేయడం కష్టం, ఇది దాని గుర్తింపు పనితీరును పరిమితం చేస్తుంది.
సాంప్రదాయఫోటోడెటెక్టర్లుఇమేజింగ్ అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు సాధారణంగా సెమీకండక్టర్ పదార్థాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, లిథియం నియోబేట్ కోసం, దాని తక్కువ కాంతి శోషణ రేటు మరియు ఇన్సులేటింగ్ లక్షణాలు నిస్సందేహంగా ఫోటోడెటెక్టర్ పరిశోధకులకు అనుకూలంగా ఉండవు మరియు ఈ రంగంలో కష్టతరమైన అంశం కూడా. ఏదేమైనా, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో హెటెరోజక్షన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి లిథియం నియోబేట్ ఆధారిత ఫోటోడెటెక్టర్ల పరిశోధనలకు ఆశను తెచ్చిపెట్టింది. బలమైన కాంతి శోషణ లేదా అద్భుతమైన వాహకత కలిగిన ఇతర పదార్థాలను దాని లోపాలను భర్తీ చేయడానికి లిథియం నియోబేట్‌తో విభిన్నంగా విలీనం చేయవచ్చు. అదే సమయంలో, ఆకస్మిక ధ్రువణత దాని నిర్మాణాత్మక అనిసోట్రోపి కారణంగా లిథియం నియోబేట్ యొక్క పైరోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను ప్రేరేపించింది, కాంతి వికిరణం కింద వేడిలోకి మార్చడం ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, తద్వారా ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ డిటెక్షన్ కోసం పైరోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను మారుస్తుంది. ఈ ఉష్ణ ప్రభావం వైడ్‌బ్యాండ్ మరియు స్వీయ డ్రైవింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు ఇతర పదార్థాలతో బాగా పూర్తి మరియు కలిసిపోతుంది. థర్మల్ మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ యొక్క సింక్రోనస్ వినియోగం లిథియం నియోబేట్ ఆధారిత ఫోటోడెటెక్టర్ల కోసం కొత్త శకాన్ని తెరిచింది, రెండు ప్రభావాల యొక్క ప్రయోజనాలను కలపడానికి పరికరాలను అనుమతిస్తుంది. మరియు లోపాలను తీర్చడానికి మరియు ప్రయోజనాల యొక్క పరిపూరకరమైన ఏకీకరణను సాధించడానికి, ఇది ఇటీవలి సంవత్సరాలలో పరిశోధన హాట్‌స్పాట్. అదనంగా, లిథియం నియోబేట్‌ను గుర్తించడంలో ఇబ్బందులను పరిష్కరించడానికి అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్, బ్యాండ్ ఇంజనీరింగ్ మరియు లోపం ఇంజనీరింగ్ యొక్క వినియోగం కూడా మంచి ఎంపిక. ఏదేమైనా, లిథియం నియోబేట్ యొక్క అధిక ప్రాసెసింగ్ ఇబ్బందుల కారణంగా, ఈ ఫీల్డ్ ఇప్పటికీ తక్కువ సమైక్యత, శ్రేణి ఇమేజింగ్ పరికరాలు మరియు వ్యవస్థలు మరియు తగినంత పనితీరు వంటి గొప్ప సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది, ఇది గొప్ప పరిశోధన విలువ మరియు స్థలాన్ని కలిగి ఉంది.

మూర్తి 1, ఎల్ఎన్ బ్యాండ్‌గ్యాప్‌లోని లోపం శక్తి స్థితులను ఎలక్ట్రాన్ దాత కేంద్రాలుగా ఉపయోగించి, కనిపించే కాంతి ఉత్తేజితంలో ప్రసరణ బ్యాండ్‌లో ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. మునుపటి పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎల్ఎన్ ఫోటోడెటెక్టర్లతో పోలిస్తే, ఇవి సాధారణంగా 100Hz ప్రతిస్పందన వేగంతో పరిమితం చేయబడ్డాయి, ఇదిLN ఫోటోడెటెక్టర్10kHz వరకు వేగంగా ప్రతిస్పందన వేగం ఉంది. ఇంతలో, ఈ పనిలో, మెగ్నీషియం అయాన్ డోప్డ్ ఎల్ఎన్ 10kHz వరకు ప్రతిస్పందనతో బాహ్య కాంతి మాడ్యులేషన్‌ను సాధించగలదని నిరూపించబడింది. ఈ పని అధిక-పనితీరుపై పరిశోధనను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియుహై-స్పీడ్ ఎల్ఎన్ ఫోటోడెటెక్టర్లుపూర్తిగా పనిచేసే సింగిల్-చిప్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఎల్ఎన్ ఫోటోనిక్ చిప్స్ నిర్మాణంలో.
సారాంశంలో, పరిశోధనా రంగంసన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఫోటోడెటెక్టర్లుముఖ్యమైన శాస్త్రీయ ప్రాముఖ్యత మరియు అపారమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. భవిష్యత్తులో, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అభివృద్ధి మరియు పరిశోధన యొక్క తీవ్రతతో, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (ఎల్ఎన్) ఫోటోడెటెక్టర్లు అధిక సమైక్యత వైపు అభివృద్ధి చెందుతాయి. అన్ని అంశాలలో అధిక-పనితీరు, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన మరియు వైడ్‌బ్యాండ్ సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఫోటోడెటెక్టర్లను సాధించడానికి వేర్వేరు సమైక్యత పద్ధతులను కలపడం రియాలిటీ అవుతుంది, ఇది ఆన్-చిప్ ఇంటిగ్రేషన్ మరియు ఇంటెలిజెంట్ సెన్సింగ్ ఫీల్డ్‌ల అభివృద్ధిని బాగా ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు కొత్త తరం ఫోటోనిక్స్ అనువర్తనాలకు ఎక్కువ అవకాశాలను అందిస్తుంది.