సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ (LN) ఫోటోడిటెక్టర్

సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ (LN) ఫోటోడిటెక్టర్

లిథియం నియోబేట్ (LN) ప్రత్యేకమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని మరియు నాన్ లీనియర్ ఎఫెక్ట్స్, ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ఎఫెక్ట్స్, పైరోఎలక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు పైజోఎలక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ వంటి గొప్ప భౌతిక ప్రభావాలను కలిగి ఉంది. అదే సమయంలో, ఇది వైడ్‌బ్యాండ్ ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌పరెన్సీ విండో మరియు దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఈ లక్షణాలు LNని కొత్త తరం ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోనిక్స్‌కు ఒక ముఖ్యమైన వేదికగా చేస్తాయి. ఆప్టికల్ పరికరాలు మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్‌లలో, LN యొక్క లక్షణాలు గొప్ప విధులు మరియు పనితీరును అందించగలవు, ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్, ఆప్టికల్ కంప్యూటింగ్ మరియు ఆప్టికల్ సెన్సింగ్ ఫీల్డ్‌ల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తాయి. అయితే, లిథియం నియోబేట్ యొక్క బలహీనమైన శోషణ మరియు ఇన్సులేషన్ లక్షణాల కారణంగా, లిథియం నియోబేట్ యొక్క ఇంటిగ్రేటెడ్ అప్లికేషన్ ఇప్పటికీ కష్టమైన గుర్తింపు సమస్యను ఎదుర్కొంటుంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఈ రంగంలోని నివేదికలలో ప్రధానంగా వేవ్‌గైడ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్లు మరియు హెటెరోజంక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్లు ఉన్నాయి.
లిథియం నియోబేట్ ఆధారంగా వేవ్‌గైడ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్ సాధారణంగా ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ సి-బ్యాండ్ (1525-1565nm) పై దృష్టి పెడుతుంది. ఫంక్షన్ పరంగా, LN ప్రధానంగా గైడెడ్ వేవ్‌ల పాత్రను పోషిస్తుంది, అయితే ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ డిటెక్షన్ ఫంక్షన్ ప్రధానంగా సిలికాన్, III-V గ్రూప్ నారో బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్‌లు మరియు టూ-డైమెన్షనల్ మెటీరియల్స్ వంటి సెమీకండక్టర్‌లపై ఆధారపడుతుంది. అటువంటి ఆర్కిటెక్చర్‌లో, కాంతిని తక్కువ నష్టంతో లిథియం నియోబేట్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌ల ద్వారా ప్రసారం చేస్తారు మరియు తరువాత క్యారియర్ ఏకాగ్రతను పెంచడానికి మరియు అవుట్‌పుట్ కోసం విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్స్ (ఫోటోకండక్టివిటీ లేదా ఫోటోవోల్టాయిక్ ఎఫెక్ట్స్ వంటివి) ఆధారంగా ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. ప్రయోజనాలు అధిక ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ (~GHz), తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్, చిన్న పరిమాణం మరియు ఫోటోనిక్ చిప్ ఇంటిగ్రేషన్‌తో అనుకూలత. అయితే, లిథియం నియోబేట్ మరియు సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ప్రాదేశిక విభజన కారణంగా, అవి ప్రతి ఒక్కటి వాటి స్వంత విధులను నిర్వర్తించినప్పటికీ, LN తరంగాలను మార్గనిర్దేశం చేయడంలో మాత్రమే పాత్ర పోషిస్తుంది మరియు ఇతర అద్భుతమైన విదేశీ లక్షణాలు బాగా ఉపయోగించబడలేదు. సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడిలో మాత్రమే పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు ఒకదానితో ఒకటి పరిపూరక కలపడం లేకపోవడం వలన సాపేక్షంగా పరిమిత ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్ ఏర్పడుతుంది. నిర్దిష్ట అమలు పరంగా, కాంతి మూలం నుండి లిథియం నియోబేట్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌కి కాంతిని కలపడం వలన గణనీయమైన నష్టాలు మరియు కఠినమైన ప్రక్రియ అవసరాలు ఏర్పడతాయి. అదనంగా, కలపడం ప్రాంతంలోని సెమీకండక్టర్ పరికర ఛానెల్‌పైకి వికిరణం చేయబడిన కాంతి యొక్క వాస్తవ ఆప్టికల్ శక్తిని క్రమాంకనం చేయడం కష్టం, ఇది దాని గుర్తింపు పనితీరును పరిమితం చేస్తుంది.
సాంప్రదాయఫోటో డిటెక్టర్లుఇమేజింగ్ అప్లికేషన్లకు ఉపయోగించేవి సాధారణంగా సెమీకండక్టర్ పదార్థాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అందువల్ల, లిథియం నియోబేట్ కోసం, దాని తక్కువ కాంతి శోషణ రేటు మరియు ఇన్సులేటింగ్ లక్షణాలు నిస్సందేహంగా ఫోటోడెటెక్టర్ పరిశోధకులచే అనుకూలంగా లేవు మరియు ఈ రంగంలో కష్టమైన అంశం కూడా. అయితే, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో హెటెరోజంక్షన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి లిథియం నియోబేట్ ఆధారిత ఫోటోడెటెక్టర్ల పరిశోధనకు ఆశను తెచ్చిపెట్టింది. బలమైన కాంతి శోషణ లేదా అద్భుతమైన వాహకత కలిగిన ఇతర పదార్థాలను దాని లోపాలను భర్తీ చేయడానికి లిథియం నియోబేట్‌తో వైవిధ్యంగా అనుసంధానించవచ్చు. అదే సమయంలో, దాని నిర్మాణాత్మక అనిసోట్రోపి కారణంగా లిథియం నియోబేట్ యొక్క ఆకస్మిక ధ్రువణ ప్రేరేపిత పైరోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను కాంతి వికిరణం కింద వేడిగా మార్చడం ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, తద్వారా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ గుర్తింపు కోసం పైరోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను మారుస్తుంది. ఈ థర్మల్ ఎఫెక్ట్ వైడ్‌బ్యాండ్ మరియు సెల్ఫ్ డ్రైవింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు ఇతర పదార్థాలతో బాగా పూరించవచ్చు మరియు కలపవచ్చు. థర్మల్ మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌ల సింక్రోనస్ వినియోగం లిథియం నియోబేట్ ఆధారిత ఫోటోడెటెక్టర్‌లకు కొత్త యుగాన్ని తెరిచింది, పరికరాలు రెండు ప్రభావాల ప్రయోజనాలను మిళితం చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. మరియు లోపాలను భర్తీ చేయడానికి మరియు ప్రయోజనాల పరిపూరక ఏకీకరణను సాధించడానికి, ఇది ఇటీవలి సంవత్సరాలలో పరిశోధన హాట్‌స్పాట్. అదనంగా, లిథియం నియోబేట్‌ను గుర్తించడంలో ఉన్న కష్టాన్ని పరిష్కరించడానికి అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్, బ్యాండ్ ఇంజనీరింగ్ మరియు డిఫెక్ట్ ఇంజనీరింగ్ వినియోగం కూడా మంచి ఎంపిక. అయినప్పటికీ, లిథియం నియోబేట్ యొక్క అధిక ప్రాసెసింగ్ ఇబ్బంది కారణంగా, ఈ రంగం ఇప్పటికీ తక్కువ ఇంటిగ్రేషన్, శ్రేణి ఇమేజింగ్ పరికరాలు మరియు వ్యవస్థలు మరియు తగినంత పనితీరు లేకపోవడం వంటి గొప్ప సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది, ఇది గొప్ప పరిశోధన విలువ మరియు స్థలాన్ని కలిగి ఉంది.

చిత్రం 1లో, LN బ్యాండ్‌గ్యాప్‌లోని లోప శక్తి స్థితులను ఎలక్ట్రాన్ దాత కేంద్రాలుగా ఉపయోగించి, కనిపించే కాంతి ఉత్తేజితం కింద కండక్షన్ బ్యాండ్‌లో ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. మునుపటి పైరోఎలెక్ట్రిక్ LN ఫోటోడెటెక్టర్‌లతో పోలిస్తే, ఇవి సాధారణంగా 100Hz ప్రతిస్పందన వేగానికి పరిమితం చేయబడ్డాయి, ఇదిLN ఫోటోడిటెక్టర్10kHz వరకు వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన వేగాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇంతలో, ఈ పనిలో, మెగ్నీషియం అయాన్ డోప్ చేయబడిన LN 10kHz వరకు ప్రతిస్పందనతో బాహ్య కాంతి మాడ్యులేషన్‌ను సాధించగలదని నిరూపించబడింది. ఈ పని అధిక పనితీరుపై పరిశోధనను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియుహై-స్పీడ్ LN ఫోటోడెటెక్టర్లుపూర్తిగా పనిచేసే సింగిల్-చిప్ ఇంటిగ్రేటెడ్ LN ఫోటోనిక్ చిప్‌ల నిర్మాణంలో.
సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, పరిశోధనా రంగంసన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ ఫోటోడిటెక్టర్లుముఖ్యమైన శాస్త్రీయ ప్రాముఖ్యత మరియు అపారమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. భవిష్యత్తులో, సాంకేతికత అభివృద్ధి మరియు పరిశోధన లోతుగా ఉండటంతో, సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ (LN) ఫోటోడిటెక్టర్లు అధిక ఏకీకరణ వైపు అభివృద్ధి చెందుతాయి. అన్ని అంశాలలో అధిక-పనితీరు, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన మరియు వైడ్‌బ్యాండ్ సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఫోటోడిటెక్టర్‌లను సాధించడానికి వివిధ ఏకీకరణ పద్ధతులను కలపడం వాస్తవంగా మారుతుంది, ఇది ఆన్-చిప్ ఇంటిగ్రేషన్ మరియు ఇంటెలిజెంట్ సెన్సింగ్ ఫీల్డ్‌ల అభివృద్ధిని బాగా ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు కొత్త తరం ఫోటోనిక్స్ అప్లికేషన్‌లకు మరిన్ని అవకాశాలను అందిస్తుంది.