Optik Modulyatorlar, Dalğa Bələdçiləri, İnteqrasiya olunmuş Dövrlər üçün 8 düymlük LNOI (İzolyatorda LiNbO3) lövhəsi
Ətraflı Diaqram
Giriş
İzolyator üzərində litium niobatı (LNOI) lövhələri müxtəlif qabaqcıl optik və elektron tətbiqlərdə istifadə olunan qabaqcıl materialdır. Bu lövhələr, ion implantasiyası və lövhə birləşdirilməsi kimi mürəkkəb üsullardan istifadə edərək, adətən silikon və ya digər uyğun material olan nazik bir litium niobatı (LiNbO₃) təbəqəsinin izolyasiya substratına köçürülməsi ilə istehsal olunur. LNOI texnologiyası, silikon üzərində izolyator (SOI) lövhə texnologiyası ilə bir çox oxşarlıqlara malikdir, lakin pyezoelektrik, piroelektrik və qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri ilə tanınan bir material olan litium niobatın unikal optik xüsusiyyətlərindən faydalanır.
LNOI lövhələri, yüksək tezlikli və yüksək sürətli tətbiqlərdə üstün performanslarına görə inteqrasiya olunmuş optika, telekommunikasiya və kvant hesablamaları kimi sahələrdə əhəmiyyətli dərəcədə diqqət çəkmişdir. L lövhələr, litium niobat nazik təbəqəsinin qalınlığına dəqiq nəzarət etməyə imkan verən və lövhələrin müxtəlif tətbiqlər üçün tələb olunan spesifikasiyalara cavab verməsini təmin edən "Ağıllı kəsim" texnikasından istifadə edilərək istehsal olunur.
Prinsip
LNOI lövhələrinin yaradılması prosesi toplu litium niobat kristalından başlayır. Kristal ion implantasiyasından keçir və burada yüksək enerjili helium ionları litium niobat kristalının səthinə daxil olur. Bu ionlar kristala müəyyən bir dərinliyə nüfuz edir və kristal quruluşunu pozur, sonradan kristalı nazik təbəqələrə ayırmaq üçün istifadə edilə bilən kövrək bir müstəvi yaradır. Helium ionlarının xüsusi enerjisi implantasiya dərinliyini idarə edir və bu da son litium niobat təbəqəsinin qalınlığına birbaşa təsir göstərir.
İon implantasiyasından sonra litium niobat kristalı lövhə rabitəsi adlanan bir texnikadan istifadə edərək substrata yapışdırılır. Rabitə prosesi adətən birbaşa rabitə metodundan istifadə edir, burada iki səth (ion implantasiyası edilmiş litium niobat kristalı və substrat) güclü bir rabitə yaratmaq üçün yüksək temperatur və təzyiq altında bir-birinə basılır. Bəzi hallarda əlavə dəstək üçün benzosiklobuten (BCB) kimi yapışdırıcı materialdan istifadə edilə bilər.
Yapışdırıldıqdan sonra, lövhə ion implantasiyası nəticəsində yaranan hər hansı bir zədəni bərpa etmək və təbəqələr arasındakı əlaqəni gücləndirmək üçün tavlama prosesindən keçir. Tavlama prosesi həmçinin nazik litium niobat təbəqəsinin orijinal kristaldan ayrılmasına kömək edir və cihaz istehsalı üçün istifadə edilə bilən nazik, yüksək keyfiyyətli litium niobat təbəqəsi qalır.
Xüsusiyyətlər
LNOI lövhələri yüksək performanslı tətbiqlər üçün uyğunluğunu təmin edən bir neçə vacib spesifikasiya ilə xarakterizə olunur. Bunlara aşağıdakılar daxildir:
Material Xüsusiyyətləri
| Material | Xüsusiyyətlər |
| Material | Homojen: LiNbO3 |
| Material Keyfiyyəti | Baloncuklar və ya daxilolmalar <100μm |
| İstiqamət | Y-kəsik ±0.2° |
| Sıxlıq | 4.65 q/sm³ |
| Küri Temperaturu | 1142 ±1°C |
| Şəffaflıq | 450-700 nm diapazonunda >95% (10 mm qalınlıqda) |
İstehsal Xüsusiyyətləri
| Parametr | Xüsusiyyətlər |
| Diametr | 150 mm ±0.2 mm |
| Qalınlıq | 350 μm ±10 μm |
| Düzlük | <1.3 μm |
| Ümumi Qalınlıq Variasiyası (TTV) | 150 mm lövhədə <70 μm əyrilik |
| Yerli Qalınlıq Variasiyası (LTV) | <70 μm @ 150 mm lövhə |
| Kobudluq | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS dəyəri) |
| Səth keyfiyyəti | 40-20 |
| Hissəciklər (Çıxarılmayan) | 100-200 μm ≤3 hissəciklər |
| Çipslər | <300 μm (tam lövhə, istisna zonası yoxdur) |
| Çatlar | Çat yoxdur (tam lövhə) |
| Çirklənmə | Təmizlənməyən ləkələr yoxdur (tam lövhə) |
| Paralellik | <30 qövs saniyəsi |
| İstiqamətləndirmə Referans Müstəvisi (X oxu) | 47 ±2 mm |
Tətbiqlər
LNOI lövhələri, xüsusən də fotonika, telekommunikasiya və kvant texnologiyaları sahələrində özünəməxsus xüsusiyyətlərinə görə geniş tətbiq sahələrində istifadə olunur. Əsas tətbiqlərdən bəziləri bunlardır:
İnteqrasiya olunmuş Optika:LNOI lövhələri modulyatorlar, dalğaötürənlər və rezonatorlar kimi yüksək performanslı fotonik cihazları təmin edən inteqrasiya olunmuş optik sxemlərdə geniş istifadə olunur. Litium niobatın yüksək qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri onu səmərəli işıq manipulyasiyasını tələb edən tətbiqlər üçün əla seçim edir.
Telekommunikasiya:LNOI lövhələri, fiber optik şəbəkələr də daxil olmaqla, yüksək sürətli rabitə sistemlərində vacib komponentlər olan optik modulyatorlarda istifadə olunur. Yüksək tezliklərdə işığı modulyasiya etmək qabiliyyəti LNOI lövhələrini müasir telekommunikasiya sistemləri üçün ideal edir.
Kvant Hesablama:Kvant texnologiyalarında LNOI lövhələri kvant kompüterləri və kvant rabitə sistemləri üçün komponentlər hazırlamaq üçün istifadə olunur. LNOI-nin qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri kvant açar paylanması və kvant kriptoqrafiyası üçün vacib olan dolaşıq foton cütləri yaratmaq üçün istifadə olunur.
Sensorlar:LNOI lövhələri optik və akustik sensorlar da daxil olmaqla müxtəlif sensor tətbiqlərində istifadə olunur. Həm işıq, həm də səslə qarşılıqlı əlaqədə olma qabiliyyəti onları müxtəlif sensor texnologiyaları növləri üçün çox yönlü edir.
Tez-tez verilən suallar
Q:LNOI texnologiyası nədir?
A:LNOI texnologiyası nazik litium niobat təbəqəsinin adətən silikon olan izolyasiyaedici substrata köçürülməsini əhatə edir. Bu texnologiya litium niobatın yüksək qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri, pyezoelektrikliyi və piroelektrikliyi kimi unikal xüsusiyyətlərindən istifadə edərək onu inteqrasiya olunmuş optika və telekommunikasiya üçün ideal edir.
Q:LNOI və SOI lövhələri arasındakı fərq nədir?
A: Həm LNOI, həm də SOI lövhələri substrata yapışdırılmış nazik bir material təbəqəsindən ibarət olmaları baxımından oxşardır. Lakin, LNOI lövhələri nazik təbəqə materialı kimi litium niobatından, SOI lövhələri isə silikondan istifadə edir. Əsas fərq nazik təbəqə materialının xüsusiyyətlərindədir və LNOI üstün optik və pyezoelektrik xüsusiyyətlər təklif edir.
Q:LNOI lövhələrindən istifadənin üstünlükləri nələrdir?
A: LNOI lövhələrinin əsas üstünlükləri yüksək qeyri-xətti optik əmsallar və mexaniki möhkəmlik kimi əla optik xüsusiyyətlərini əhatə edir. Bu xüsusiyyətlər LNOI lövhələrini yüksək sürətli, yüksək tezlikli və kvant tətbiqlərində istifadə üçün ideal edir.
Q:LNOI lövhələri kvant tətbiqləri üçün istifadə edilə bilərmi?
A: Bəli, LNOI lövhələri dolaşıq foton cütləri yaratmaq qabiliyyətinə və inteqrasiya olunmuş fotonika ilə uyğunluğuna görə kvant texnologiyalarında geniş istifadə olunur. Bu xüsusiyyətlər kvant hesablamaları, rabitə və kriptoqrafiya sahələrində tətbiqlər üçün çox vacibdir.
Q:LNOI filmlərinin tipik qalınlığı nə qədərdir?
A:LNOI filmlərinin qalınlığı, spesifik tətbiqdən asılı olaraq, adətən bir neçə yüz nanometrdən bir neçə mikrometrə qədər dəyişir. Qalınlıq ion implantasiyası prosesi zamanı idarə olunur.
