ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ (ኤል.ኤን.) ፎቶ ጠቋሚ

ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ (ኤል.ኤን.) ፎቶ ጠቋሚ

ሊቲየም ኒዮባቴ (ኤል.ኤን.) ልዩ የሆነ የክሪስታል መዋቅር እና የበለጸገ አካላዊ ተፅእኖዎች አሉት፣ እንደ የመስመር ላይ ያልሆኑ ውጤቶች፣ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ውጤቶች፣ የፓይሮኤሌክትሪክ ውጤቶች እና የፓይዞኤሌክትሪክ ውጤቶች። በተመሳሳይ ጊዜ ሰፊ የኦፕቲካል ግልጽነት መስኮት እና የረጅም ጊዜ መረጋጋት ጥቅሞች አሉት. እነዚህ ባህሪያት ኤልኤን ለአዲሱ ትውልድ የተቀናጁ የፎቶኒኮች አስፈላጊ መድረክ ያደርጉታል። በኦፕቲካል መሳሪያዎች እና በ optoelectronic ስርዓቶች ውስጥ የኤል.ኤን.ኤን ባህሪያት የበለፀጉ ተግባራትን እና አፈፃፀምን ሊሰጡ ይችላሉ, ይህም የኦፕቲካል ግንኙነትን, የኦፕቲካል ኮምፒዩቲንግን እና የጨረር ዳሳሽ መስኮችን ያበረታታል. ነገር ግን በሊቲየም ኒዮባት ደካማ የመሳብ እና የመከለያ ባህሪያት ምክንያት የሊቲየም ኒዮባት የተቀናጀ አተገባበር አሁንም አስቸጋሪ የመለየት ችግር ይገጥመዋል። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ በዚህ መስክ ውስጥ ያሉ ሪፖርቶች በዋናነት የሞገድ መመሪያን የተቀናጁ የፎቶ ዳሳሾችን እና ሄትሮጁንሽን የፎቶ ዳሳሾችን ያካትታሉ።
በሊቲየም ኒዮባቴ ላይ የተመሰረተው የሞገድ መመሪያ የተቀናጀ የፎቶ ዳሳሽ አብዛኛው ጊዜ የሚያተኩረው በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ሲ-ባንድ (1525-1565nm) ላይ ነው። ከተግባር አንፃር ኤል ኤን በዋናነት የሚመራ ሞገዶችን ሚና የሚጫወት ሲሆን የኦፕቶኤሌክትሮኒክ ማወቂያ ተግባር በዋናነት ሴሚኮንዳክተሮችን እንደ ሲሊከን፣ III-V ቡድን ጠባብ ባንድጋፕ ሴሚኮንዳክተሮች እና ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ቁሶች ላይ የተመሰረተ ነው። በእንደዚህ ዓይነት አርክቴክቸር ውስጥ ብርሃን በሊቲየም ኒዮባቴ ኦፕቲካል ሞገድ ዝቅተኛ ኪሳራ ይተላለፋል ፣ ከዚያም በፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ላይ በተመሰረቱ ሌሎች ሴሚኮንዳክተር ቁሶች (እንደ ፎቶኮንዳክተር ወይም የፎቶቫልታይክ ተፅእኖዎች) ተሸካሚ ትኩረትን ለመጨመር እና ለውጤት ወደ ኤሌክትሪክ ምልክቶች ይለውጣል። ጥቅሞቹ ከፍተኛ የክወና ባንድዊድዝ (~GHz)፣ ዝቅተኛ የስራ ቮልቴጅ፣ አነስተኛ መጠን እና ከፎቶኒክ ቺፕ ውህደት ጋር ተኳሃኝነት ናቸው። ሆኖም ግን, በሊቲየም ኒዮባቴ እና ሴሚኮንዳክተር እቃዎች የቦታ መለያየት ምክንያት, ምንም እንኳን እያንዳንዳቸው የየራሳቸውን ተግባራት ቢያከናውኑም, ኤል.ኤን.ኤን ሞገዶችን በመምራት ላይ ብቻ የሚጫወተው ሚና እና ሌሎች በጣም ጥሩ የሆኑ የውጭ ንብረቶች በደንብ ጥቅም ላይ አልዋሉም. ሴሚኮንዳክተር ቁሶች በፎቶ ኤሌክትሪክ መለዋወጥ ላይ ብቻ ሚና ይጫወታሉ እና እርስ በርስ የሚደጋገፉ ትስስር ስለሌላቸው በአንጻራዊ ሁኔታ የተገደበ የክወና ባንድ እንዲኖር ያደርጋል። ከተለየ አተገባበር አንጻር የብርሃን ምንጭ ከብርሃን ምንጭ ወደ ሊቲየም ኒዮባቴ ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ ከፍተኛ ኪሳራ እና ጥብቅ የሂደት መስፈርቶችን ያስከትላል. በተጨማሪም በመጋጠሚያው ክልል ውስጥ ባለው ሴሚኮንዳክተር መሣሪያ ቻናል ላይ የሚወጣው የብርሃን ትክክለኛ የጨረር ኃይል ለመለካት አስቸጋሪ ነው ፣ ይህም የማወቅ አፈፃፀሙን ይገድባል።
ባህላዊውፎቶ ጠቋሚዎችለምስል ትግበራዎች ብዙውን ጊዜ በሴሚኮንዳክተር ቁሶች ላይ የተመሰረቱ ናቸው. ስለዚህ ለሊቲየም ኒዮባት ያለው ዝቅተኛ ብርሃን የመምጠጥ ፍጥነቱ እና መከላከያ ባህሪያቱ ያለምንም ጥርጥር በፎቶዲተክተር ተመራማሪዎች ዘንድ ተወዳጅነት እንዳይኖረው እና እንዲያውም በመስክ ላይ አስቸጋሪ ነጥብ ያደርገዋል። ይሁን እንጂ ከቅርብ ዓመታት ወዲህ የሄትሮጁንሽን ቴክኖሎጂ እድገት በሊቲየም ኒዮባት ላይ የተመሰረቱ የፎቶ ዳሰተሮች ምርምር ላይ ተስፋ አምጥቷል። ሌሎች ጠንካራ የብርሃን መምጠጥ ወይም እጅግ በጣም ጥሩ የመተጣጠፍ ችሎታ ያላቸው ቁሶች ከሊቲየም ኒዮባት ጋር በተለያየ መልኩ ጉድለቶቹን ለማካካስ ሊጣመሩ ይችላሉ። በተመሳሳይ ጊዜ የሊቲየም ኒዮባቴ ድንገተኛ የፖላራይዜሽን ፓይሮኤሌክትሪክ ባህሪያት በመዋቅራዊው anisotropy ምክንያት በብርሃን ጨረር ስር ወደ ሙቀት በመቀየር ቁጥጥር ሊደረግበት ይችላል ፣ በዚህም የፒሮኤሌክትሪክ ባህሪዎችን ለኦፕቶ ኤሌክትሮኒክስ መለየት። ይህ የሙቀት ተጽእኖ ሰፊ ባንድ እና በራስ የመንዳት ጥቅሞች አሉት, እና በደንብ ሊሟላ እና ከሌሎች ቁሳቁሶች ጋር ሊጣመር ይችላል. የሙቀት እና የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖዎች የተመሳሰለ አጠቃቀም በሊቲየም ኒዮባት ላይ የተመሰረቱ የፎቶ ዳሳሾች አዲስ ዘመን ከፍቷል ፣ ይህም መሳሪያዎች የሁለቱም ተፅእኖዎችን ጥቅሞች እንዲያጣምሩ ያስችላቸዋል። እና ድክመቶቹን ለማካካስ እና የጥቅማጥቅሞችን ተጨማሪ ውህደት ለማግኘት ከቅርብ ዓመታት ወዲህ የምርምር ነጥብ ነው። በተጨማሪም የሊቲየም ኒዮባትን የመለየት ችግር ለመፍታት ion implantation፣ band engineering እና ጉድለት ኢንጂነሪንግ መጠቀም ጥሩ ምርጫ ነው። ነገር ግን፣ በሊቲየም ኒዮባት ከፍተኛ የማቀናበር ችግር ምክንያት፣ ይህ መስክ አሁንም እንደ ዝቅተኛ ውህደት፣ ድርድር ኢሜጂንግ መሳሪያዎች እና ሲስተሞች እና በቂ ያልሆነ አፈጻጸም ያሉ ትልቅ ተግዳሮቶች አሉበት ይህም ትልቅ የምርምር ዋጋ እና ቦታ አለው።

ምስል 1፣ በኤልኤን ባንድጋፕ ውስጥ ያለውን ጉድለት እንደ ኤሌክትሮን ለጋሽ ማዕከሎች በመጠቀም፣ በሚታየው የብርሃን መነቃቃት ውስጥ ነፃ ክፍያ ተሸካሚዎች በኮንዳክሽን ባንድ ውስጥ ይፈጠራሉ። ከቀዳሚው የፓይሮኤሌክትሪክ ኤል ኤን ፎቶ ጠቋሚዎች ጋር ሲነጻጸር፣ በተለምዶ በ100Hz አካባቢ የምላሽ ፍጥነት የተገደበ፣ ይህየኤል.ኤን. ፎቶ ጠቋሚፈጣን ምላሽ እስከ 10 ኪ.ሜ. ይህ በእንዲህ እንዳለ, በዚህ ሥራ ውስጥ, ማግኒዥየም ion doped LN እስከ 10kHz ምላሽ ጋር ውጫዊ ብርሃን ሞጁል ለማሳካት እንደሚችል አሳይቷል. ይህ ስራ ከፍተኛ አፈፃፀም እና ምርምርን ያበረታታልከፍተኛ ፍጥነት ያለው የኤል.ኤን. ፎቶ ጠቋሚዎችሙሉ በሙሉ የሚሰራ ነጠላ-ቺፕ የተቀናጀ የኤልኤን ፎቶኒክ ቺፖችን በመገንባት ላይ።
በማጠቃለያው የምርምር መስክ እ.ኤ.አቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ የፎቶ ዳሳሾችጠቃሚ ሳይንሳዊ ጠቀሜታ እና ትልቅ ተግባራዊ የመተግበር አቅም አለው። ወደፊት በቴክኖሎጂ እድገት እና በምርምር ጥልቅነት ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ (ኤልኤን) የፎቶ ዳሳሾች ወደ ከፍተኛ ውህደት ያድጋሉ። ከፍተኛ አፈጻጸምን፣ ፈጣን ምላሽን እና ሰፊ ስስ ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ የፎቶ ዳሰተሮችን በሁሉም ረገድ ለማግኘት የተለያዩ የመዋሃድ ዘዴዎችን ማጣመር እውን ይሆናል፣ ይህም በቺፕ ውህደት እና የማሰብ ችሎታ ያላቸው መስኮች እድገትን በእጅጉ የሚያበረታታ እና ለአዲሱ ትውልድ የፎቶኒክስ መተግበሪያዎች የበለጠ እድሎችን ይሰጣል።