પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ (એલ.એન.) ફોટોોડેક્ટર

પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ (એલ.એન.) ફોટોોડેક્ટર

લિથિયમ નિઓબેટ (એલ.એન.) માં એક અનન્ય સ્ફટિક રચના અને સમૃદ્ધ શારીરિક અસરો છે, જેમ કે નોનલાઇનર ઇફેક્ટ્સ, ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક ઇફેક્ટ્સ, પાયરોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ્સ અને પાઇઝોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ્સ. તે જ સમયે, તેમાં વાઇડબેન્ડ opt પ્ટિકલ પારદર્શિતા વિંડો અને લાંબા ગાળાની સ્થિરતાના ફાયદા છે. આ લાક્ષણિકતાઓ એલ.એન. ને એકીકૃત ફોટોનિક્સની નવી પે generation ી માટે એક મહત્વપૂર્ણ પ્લેટફોર્મ બનાવે છે. Opt પ્ટિકલ ડિવાઇસીસ અને to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ્સમાં, એલ.એન. ની લાક્ષણિકતાઓ સમૃદ્ધ કાર્યો અને પ્રભાવ પ્રદાન કરી શકે છે, ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન, opt પ્ટિકલ કમ્પ્યુટિંગ અને opt પ્ટિકલ સેન્સિંગ ફીલ્ડ્સના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. જો કે, લિથિયમ નિઓબેટના નબળા શોષણ અને ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મોને કારણે, લિથિયમ નિઓબેટની એકીકૃત એપ્લિકેશનને હજી પણ મુશ્કેલ તપાસની સમસ્યાનો સામનો કરવો પડે છે. તાજેતરનાં વર્ષોમાં, આ ક્ષેત્રના અહેવાલોમાં મુખ્યત્વે વેવગાઇડ ઇન્ટિગ્રેટેડ ફોટોોડેક્ટર્સ અને હેટરોજંક્શન ફોટોોડેક્ટર્સ શામેલ છે.
લિથિયમ નિઓબેટ પર આધારિત વેવગાઇડ ઇન્ટિગ્રેટેડ ફોટોોડેક્ટર સામાન્ય રીતે ical પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન સી-બેન્ડ (1525-1565NM) પર કેન્દ્રિત હોય છે. ફંક્શનની દ્રષ્ટિએ, એલ.એન. મુખ્યત્વે માર્ગદર્શિત તરંગોની ભૂમિકા ભજવે છે, જ્યારે to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ડિટેક્શન ફંક્શન મુખ્યત્વે સિલિકોન, III-V જૂથ સાંકડી બેન્ડગ ap પ સેમિકન્ડક્ટર્સ અને બે-પરિમાણીય સામગ્રી જેવા સેમિકન્ડક્ટર્સ પર આધાર રાખે છે. આવા આર્કિટેક્ચરમાં, લાઇટ લિથિયમ નિઓબેટ opt પ્ટિકલ વેવગાઇડ્સ દ્વારા ઓછી ખોટ સાથે પ્રસારિત થાય છે, અને પછી કેરીઅર એકાગ્રતા વધારવા અને તેને આઉટપુટ માટે ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરો (જેમ કે ફોટોકોન્ડક્ટિવિટી અથવા ફોટોવોલ્ટેઇક અસરો) ના આધારે અન્ય સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી દ્વારા શોષાય છે. ફાયદાઓ ઉચ્ચ operating પરેટિંગ બેન્ડવિડ્થ (~ ગીગાહર્ટ્ઝ), લો operating પરેટિંગ વોલ્ટેજ, નાના કદ અને ફોટોનિક ચિપ એકીકરણ સાથે સુસંગતતા છે. જો કે, લિથિયમ નિઓબેટ અને સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના અવકાશી અલગતાને કારણે, તેમ છતાં તેઓ દરેક પોતાના કાર્યો કરે છે, એલ.એન. ફક્ત તરંગોને માર્ગદર્શન આપવામાં ભૂમિકા ભજવે છે અને અન્ય ઉત્તમ વિદેશી ગુણધર્મોનો સારી રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો નથી. સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી ફક્ત ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતરમાં ભૂમિકા ભજવે છે અને એકબીજા સાથે પૂરક જોડાણનો અભાવ છે, પરિણામે પ્રમાણમાં મર્યાદિત operating પરેટિંગ બેન્ડ આવે છે. વિશિષ્ટ અમલીકરણની દ્રષ્ટિએ, પ્રકાશ સ્રોતથી લિથિયમ નિઓબેટ opt પ્ટિકલ વેવગાઇડમાં પ્રકાશનું જોડાણ નોંધપાત્ર નુકસાન અને કડક પ્રક્રિયા આવશ્યકતાઓમાં પરિણમે છે. આ ઉપરાંત, કપ્લિંગ ક્ષેત્રમાં સેમિકન્ડક્ટર ડિવાઇસ ચેનલ પર પ્રકાશની વાસ્તવિક opt પ્ટિકલ પાવરને કેલિબ્રેટ કરવું મુશ્કેલ છે, જે તેના તપાસના પ્રભાવને મર્યાદિત કરે છે.
પરંપરાગતફોટોોડેક્ટીઓઇમેજિંગ એપ્લિકેશનો માટે વપરાયેલ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી પર આધારિત હોય છે. તેથી, લિથિયમ નિઓબેટ માટે, તેનો ઓછો પ્રકાશ શોષણ દર અને ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો તેને નિ ou શંકપણે ફોટોોડેક્ટર સંશોધનકારો દ્વારા પસંદ ન કરે, અને ક્ષેત્રના મુશ્કેલ મુદ્દાને પણ બનાવે છે. જો કે, તાજેતરના વર્ષોમાં હેટરોજંક્શન ટેકનોલોજીના વિકાસથી લિથિયમ નિઓબેટ આધારિત ફોટોોડેક્ટર્સના સંશોધન માટે આશા મળી છે. મજબૂત પ્રકાશ શોષણ અથવા ઉત્તમ વાહકતાવાળી અન્ય સામગ્રીને તેની ખામીઓને વળતર આપવા માટે લિથિયમ નિઓબેટ સાથે વિજાતીય રીતે એકીકૃત કરી શકાય છે. તે જ સમયે, તેની સ્ટ્રક્ચરલ એનિસોટ્રોપીને કારણે લિથિયમ નિઓબેટની સ્વયંભૂ ધ્રુવીકરણ પ્રેરિત પાયરોઇલેક્ટ્રિક લાક્ષણિકતાઓ પ્રકાશ ઇરેડિયેશન હેઠળ ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે, ત્યાં to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક તપાસ માટે પાયરોઇલેક્ટ્રિક લાક્ષણિકતાઓને બદલીને. આ થર્મલ અસરમાં વાઇડબેન્ડ અને સેલ્ફ ડ્રાઇવિંગના ફાયદા છે, અને તે સારી રીતે પૂરક અને અન્ય સામગ્રી સાથે ભળી શકાય છે. થર્મલ અને ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ્સના સિંક્રનસ ઉપયોગથી લિથિયમ નિઓબેટ આધારિત ફોટોોડેક્ટર્સ માટે એક નવો યુગ ખોલ્યો છે, બંને અસરોના ફાયદાઓને જોડવા માટે ઉપકરણોને સક્ષમ કરે છે. અને ખામીઓ બનાવવા અને ફાયદાઓનું પૂરક એકીકરણ પ્રાપ્ત કરવા માટે, તે તાજેતરના વર્ષોમાં સંશોધન હોટસ્પોટ છે. આ ઉપરાંત, લિથિયમ નિઓબેટને શોધવામાં મુશ્કેલી હલ કરવા માટે આયન રોપવું, બેન્ડ એન્જિનિયરિંગ અને ખામી એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ પણ સારી પસંદગી છે. જો કે, લિથિયમ નિઓબેટની processing ંચી પ્રક્રિયા મુશ્કેલીને કારણે, આ ક્ષેત્રને હજી પણ નીચા એકીકરણ, એરે ઇમેજિંગ ઉપકરણો અને સિસ્ટમો અને અપૂરતી કામગીરી જેવા મોટા પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે, જેમાં સંશોધન મૂલ્ય અને જગ્યા મહાન છે.

આકૃતિ 1, ઇલેક્ટ્રોન દાતા કેન્દ્રો તરીકે એલ.એન. બેન્ડગ ap પમાં ખામી energy ર્જા રાજ્યોનો ઉપયોગ કરીને, દૃશ્યમાન પ્રકાશ ઉત્તેજના હેઠળ વહન બેન્ડમાં મફત ચાર્જ કેરિયર્સ ઉત્પન્ન થાય છે. અગાઉના પાયરોઇલેક્ટ્રિક એલ.એન. ફોટોોડેક્ટર્સની તુલનામાં, જે સામાન્ય રીતે 100 હર્ટ્ઝની પ્રતિક્રિયા ગતિ સુધી મર્યાદિત હતા, આLn ફોટોોડેક્ટર10kHz સુધીની ઝડપી પ્રતિસાદની ગતિ છે. દરમિયાન, આ કાર્યમાં, તે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે મેગ્નેશિયમ આયન ડોપડ એલએન 10 કેએચઝેડના પ્રતિભાવ સાથે બાહ્ય લાઇટ મોડ્યુલેશન પ્રાપ્ત કરી શકે છે. આ કાર્ય ઉચ્ચ પ્રદર્શન પરના સંશોધનને પ્રોત્સાહન આપે છે અનેહાઇ સ્પીડ એલએન ફોટોોડેક્ટર્સસંપૂર્ણ કાર્યાત્મક સિંગલ-ચિપ ઇન્ટિગ્રેટેડ એલએન ફોટોનિક ચિપ્સના નિર્માણમાં.
સારાંશમાં, સંશોધન ક્ષેત્રપાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ ફોટોોડેક્ટર્સમહત્વપૂર્ણ વૈજ્ .ાનિક મહત્વ અને પ્રચંડ વ્યવહારિક એપ્લિકેશન સંભવિત છે. ભવિષ્યમાં, તકનીકીના વિકાસ અને સંશોધનના ening ંડાઈ સાથે, પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ (એલએન) ફોટોોડેક્ટર્સ ઉચ્ચ એકીકરણ તરફ વિકસિત થશે. તમામ પાસાઓમાં ઉચ્ચ પ્રદર્શન, ઝડપી પ્રતિસાદ અને વાઇડબેન્ડ પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ ફોટોોડેક્ટર્સને પ્રાપ્ત કરવા માટે વિવિધ એકીકરણ પદ્ધતિઓનું સંયોજન એક વાસ્તવિકતા બનશે, જે ઓન-ચિપ એકીકરણ અને બુદ્ધિશાળી સંવેદના ક્ષેત્રોના વિકાસને મોટા પ્રમાણમાં પ્રોત્સાહન આપશે, અને વધુ શક્યતાઓ પ્રદાન કરશે ફોટોનિક્સ એપ્લિકેશનની નવી પે generation ી.