نېپىز پەردە لىتىي تانتالات (LTOI) ماتېرىيالى بىرلەشتۈرۈلگەن ئوپتىكا ساھەسىدە مۇھىم يېڭى كۈچ سۈپىتىدە ئوتتۇرىغا چىقماقتا. بۇ يىل، LTOI مودۇلياتورلىرى توغرىسىدا بىر قانچە يۇقىرى سەۋىيىلىك ئەسەرلەر نەشر قىلىندى، بۇنىڭ ئىچىدە شاڭخەي مىكرو سىستېما ۋە ئۇچۇر تېخنىكىسى ئىنستىتۇتىدىكى پروفېسسور شىن ئوۋ تەمىنلىگەن يۇقىرى سۈپەتلىك LTOI لېنتىلىرى ۋە شىۋىتسارىيەنىڭ EPFL دىكى پروفېسسور كىپپېنبېرگ گۇرۇپپىسى تەرىپىدىن تەرەققىي قىلدۇرۇلغان يۇقىرى سۈپەتلىك دولقۇن يولى ئويۇش جەريانلىرى بار. ئۇلارنىڭ ھەمكارلىق تىرىشچانلىقى تەسىرلىك نەتىجىلەرنى كۆرسەتتى. بۇنىڭدىن باشقا، پىروفېسسور ليۇ ليۇ رەھبەرلىكىدىكى جېجياڭ ئۇنىۋېرسىتېتى ۋە پروفېسسور لونكار رەھبەرلىكىدىكى خارۋارد ئۇنىۋېرسىتېتى تەتقىقات گۇرۇپپىلىرىمۇ يۇقىرى سۈرئەتلىك، يۇقىرى مۇقىملىقتىكى LTOI مودۇلياتورلىرى توغرىسىدا دوكلات بەردى.
نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات (LNOI) نىڭ يېقىن تۇغقىنى بولۇش سۈپىتى بىلەن، LTOI لىتىي نىئوباتنىڭ يۇقىرى سۈرئەتلىك مودۇلياتسىيە ۋە تۆۋەن يوقىتىش خۇسۇسىيىتىنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىرگە، تۆۋەن باھا، تۆۋەن قوش نۇر سۇنۇش ۋە تۆۋەن فوتوسىنۇش ئۈنۈمى قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرنى تەمىنلەيدۇ. بۇ ئىككى ماتېرىيالنىڭ ئاساسلىق خۇسۇسىيەتلىرىنى سېلىشتۇرۇش تۆۋەندە كۆرسىتىلدى.
◆ لىتىي تانتالات (LTOI) بىلەن لىتىي نىئوبات (LNOI) نىڭ ئوخشاشلىقلىرى
①سىنىش كۆرسەتكۈچى:2.12 بىلەن 2.21 نىڭ پەرقى
بۇ ئىككى ماتېرىيالنىڭ يەككە ھالەتلىك دولقۇن يېتەكلىگۈچ ئۆلچىمى، ئېگىلىش رادىئۇسى ۋە ئورتاق پاسسىپ ئۈسكۈنە چوڭلۇقىنىڭ ئىنتايىن ئوخشاش ئىكەنلىكىنى، ھەمدە ئۇلارنىڭ تالا ئۇلىنىش ئىقتىدارىنىڭمۇ ئوخشاش ئىكەنلىكىنى بىلدۈرىدۇ. ياخشى دولقۇن يېتەكلىگۈچ ئويۇش ئارقىلىق، ئىككى ماتېرىيالنىڭ قىستۇرۇش زىيىنىغا ئېرىشكىلى بولىدۇ.<0.1 dB/cm. EPFL دولقۇن يېتەكلىگۈچنىڭ يوقىتىش مىقدارىنىڭ 5.6 dB/m ئىكەنلىكىنى دوكلات قىلدى.
2ئېلېكترو-ئوپتىك كوئېففىتسېنتى:چۈشتىن كېيىن سائەت 30.5/V بىلەن چۈشتىن كېيىن سائەت 30.9 نىڭ پەرقى
مودۇلياتسىيە ئۈنۈمى ئىككى ماتېرىيال ئۈچۈنمۇ ئوخشاش بولۇپ، مودۇلياتسىيە پوكېلس ئۈنۈمىگە ئاساسەن ئېلىپ بېرىلىدۇ، بۇ يۇقىرى بەلۋاغ كەڭلىكىگە ئېرىشىشكە يول قويىدۇ. ھازىر، LTOI مودۇلياتسىيە ئۈسكۈنىلىرى ھەر بىر يولدا 400G ئىقتىدارغا ئېرىشەلەيدۇ، بەلۋاغ كەڭلىكى 110 GHz دىن ئاشىدۇ.
③بەلۋاغ بوشلۇقى:3.93 eV بىلەن 3.78 eV نى سېلىشتۇرغاندا
ئىككى ماتېرىيالنىڭ كەڭ سۈزۈك دېرىزىسى بار بولۇپ، كۆرۈنگەندىن ئىنفىرا قىزىل نۇرغىچە بولغان قوللىنىشچان پروگراممىلارنى قوللايدۇ، ئالاقە بەلبېغىدا سۈمۈرۈلۈش بولمايدۇ.
④ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىز كوئېففىتسېنت (d33):كەچ سائەت 21/بە بىلەن كەچ سائەت 27/بە
ئەگەر ئىككىنچى گارمونىك ھاسىل قىلىش (SHG)، پەرقلىق چاستوتا ھاسىل قىلىش (DFG) ياكى يىغىندى چاستوتا ھاسىل قىلىش (SFG) قاتارلىق سىزىقسىز قوللىنىشچان پروگراممىلاردا ئىشلىتىلسە، ئىككى ماتېرىيالنىڭ ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى ئوخشاش بولۇشى كېرەك.
◆ LTOI نىڭ LNOI غا سېلىشتۇرغاندا تەننەرخ ئەۋزەللىكى
①ۋافلى تەييارلاش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىش
LNOI قەۋەت ئايرىش ئۈچۈن He ئىئون ئىمپلانتاتسىيەسىنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇنىڭ ئىئونلىشىش ئۈنۈمى تۆۋەن. ئەكسىچە، LTOI ئايرىش ئۈچۈن SOI غا ئوخشاش H ئىئون ئىمپلانتاتسىيەسىنى ئىشلىتىدۇ، ئۇنىڭ قىرىش ئۈنۈمى LNOI دىن 10 ھەسسە يۇقىرى. بۇ 6 دىيۇملۇق ۋافلىلارنىڭ باھا پەرقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ: 300 دوللار ۋە 2000 دوللار، بۇ %85 تەننەرخنى تۆۋەنلىتىدۇ.
2ئۇ ئاللىقاچان ئىستېمالچىلار ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى بازىرىدا ئاۋازلىق فىلتىرلار ئۈچۈن كەڭ قوللىنىلىۋاتىدۇ.(يىلىغا 750،000 دانە، Samsung، Apple، Sony قاتارلىقلار ئىشلىتىدۇ).
◆ LTOI بىلەن LNOI نىڭ ئىقتىدار ئەۋزەللىكى
①ماتېرىيال كەمتۈكلۈكى ئاز، فوتوسىندىرىش ئۈنۈمى ئاجىز، مۇقىملىق كۈچى ئاشىدۇ
دەسلەپتە، LNOI مودۇلياتورلىرى كۆپىنچە ئېغىش نۇقتىسىنىڭ يۆتكىلىشىنى كۆرسىتىپ بېرەتتى، بۇنىڭ ئاساسلىق سەۋەبى دولقۇن يېتەكلىگۈچ يۈزىدىكى نۇقسانلار سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان زەرەت توپلىنىشى ئىدى. ئەگەر بىر تەرەپ قىلىنمىسا، بۇ ئۈسكۈنىلەرنىڭ مۇقىملىشىشى بىر كۈنگىچە ۋاقىت كېتىشى مۇمكىن ئىدى. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن مېتال ئوكسىد قاپلاش، ئاساسىي قاتلامنىڭ قۇتۇپلىشىشى ۋە قىزىتىش قاتارلىق ھەر خىل ئۇسۇللار ئىجاد قىلىندى، بۇ مەسىلىنى ھازىر ئاساسەن كونترول قىلغىلى بولىدىغان ھالغا كەلتۈردى.
بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا، LTOI نىڭ ماتېرىيال كەمتۈكلۈكلىرى ئاز بولۇپ، سۈرۈلۈش ھادىسىسىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازايتىدۇ. قوشۇمچە بىر تەرەپ قىلىش بولمىسىمۇ، ئۇنىڭ ئىشلەش نۇقتىسى نىسبەتەن مۇقىم بولۇپ قالىدۇ. ئوخشاش نەتىجىلەرنى EPFL، خارۋارد ۋە جېجياڭ ئۇنىۋېرسىتېتى دوكلات قىلغان. قانداقلا بولمىسۇن، سېلىشتۇرۇشتا دائىم بىر تەرەپ قىلىنمىغان LNOI مودۇلياتورلىرى ئىشلىتىلىدۇ، بۇ پۈتۈنلەي ئادىل بولماسلىقى مۇمكىن؛ بىر تەرەپ قىلىشتا، ئىككى ماتېرىيالنىڭ ئىقتىدارى ئوخشاش بولۇشى مۇمكىن. ئاساسلىق پەرق LTOI نىڭ قوشۇمچە بىر تەرەپ قىلىش باسقۇچلىرىنى ئازراق تەلەپ قىلىشىدا.
2تۆۋەنكى قوش چىشلىنىش نىسبىتى: 0.004 گە قارشى 0.07
لىتىي نىئوبات (LNOI) نىڭ يۇقىرى قوش سىنىشى بەزىدە قىيىن بولۇشى مۇمكىن، بولۇپمۇ دولقۇن يولىنىڭ ئېگىلىشى رېژىمنىڭ باغلىنىشى ۋە رېژىمنىڭ ئارىلاشمىسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. نېپىز LNOI دا، دولقۇن يولىدىكى ئېگىلىش قىسمەن TE نۇرىنى TM نۇرىغا ئايلاندۇرۇپ، سۈزگۈچ قاتارلىق بەزى پاسسىپ ئۈسكۈنىلەرنى ياساشنى قىيىنلاشتۇرۇۋېتىدۇ.
LTOI دا، تۆۋەن قوش نۇر چىقىرىش بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىپ، يۇقىرى ئىقتىدارلىق پاسسىپ ئۈسكۈنىلەرنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنى ئاسانلاشتۇرىدۇ. EPFL يەنە كۆرۈنەرلىك نەتىجىلەرنى قولغا كەلتۈردى، ئۇلار LTOI نىڭ تۆۋەن قوش نۇر چىقىرىش ئىقتىدارى ۋە مودا كېسىشمىسىنىڭ يوقلۇقىدىن پايدىلىنىپ، كەڭ دائىرىلىك سپېكتىر دائىرىسىدە تۈز تارقىلىش كونتروللۇقى بىلەن ئۇلترا كەڭ سپېكتىرلىق ئېلېكترو-ئوپتىك چاستوتا تارا ئىشلەپچىقىرىشنى ئەمەلگە ئاشۇردى. بۇنىڭ نەتىجىسىدە 2000 دىن ئارتۇق تارا لىنىيىسى بار تەسىرلىك 450 نانومېتىرلىق تارا بەلباغ كەڭلىكى ھاسىل بولدى، بۇ لىتىي نىئوبات بىلەن ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدىغاندىن نەچچە ھەسسە چوڭ. كېر ئوپتىك چاستوتا تارالىرىغا سېلىشتۇرغاندا، ئېلېكترو-ئوپتىك تارالار چەكسىز ۋە تېخىمۇ مۇقىم بولۇش ئەۋزەللىكىنى تەمىنلەيدۇ، گەرچە ئۇلار يۇقىرى قۇۋۋەتلىك مىكرو دولقۇن كىرگۈزۈشنى تەلەپ قىلسىمۇ.
③يۇقىرى ئوپتىكىلىق زىيان چېكى
LTOI نىڭ ئوپتىكىلىق زىيان چېكى LNOI نىڭ ئىككى ھەسسىسىگە تەڭ بولۇپ، سىزىقسىز قوللىنىشچان پروگراممىلاردا (ۋە كەلگۈسىدە ماس كېلىدىغان مۇكەممەل يۇتۇش (CPO) قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا) ئەۋزەللىك بىلەن تەمىنلەيدۇ. ھازىرقى ئوپتىكىلىق مودۇلنىڭ قۇۋۋەت سەۋىيەسى لىتىي نىئوباتقا زىيان يەتكۈزۈشى ناتايىن.
④تۆۋەن رامان ئېففېكتى
بۇ يەنە سىزىقسىز قوللىنىشلارغىمۇ مۇناسىۋەتلىك. لىتىي نىئوبات كۈچلۈك رامان ئېففېكتىغا ئىگە بولۇپ، كېر ئوپتىكىلىق چاستوتا تاراقى قوللىنىشلىرىدا، ئۇ ئىستىلسىز رامان نۇرىنىڭ ھاسىل بولۇشىغا ۋە رىقابەتنىڭ كۈچىيىشىگە سەۋەب بولۇپ، x-كېسىش لىتىي نىئوبات ئوپتىكىلىق چاستوتا تاراقىلىرىنىڭ سولىتون ھالىتىگە يېتىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. LTOI ئارقىلىق، رامان ئېففېكتىنى كىرىستال يۆنىلىش لايىھەسى ئارقىلىق باستۇرۇشقا بولىدۇ، بۇ x-كېسىش LTOI نىڭ سولىتون ئوپتىكىلىق چاستوتا تاراقى ھاسىل قىلىشىغا يول قويىدۇ. بۇ سولىتون ئوپتىكىلىق چاستوتا تاراقىلىرىنىڭ يۇقىرى سۈرئەتلىك مودۇلياتورلار بىلەن مونوپول بىر گەۋدىلىشىشىنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ، بۇ LNOI ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولمايدۇ.
◆ نېپىز پەردىلىك لىتىي تانتالات (LTOI) نېمە ئۈچۈن ئىلگىرى تىلغا ئېلىنمىغان؟
لىتىي تانتالاتنىڭ كۇرى تېمپېراتۇرىسى لىتىي نىئوباتقا قارىغاندا تۆۋەن (610 سېلسىيە گرادۇسقا سېلىشتۇرغاندا 1157 سېلسىيە گرادۇس). ھېتېروئىنتېگراسىيە تېخنىكىسى (XOI) تەرەققىي قىلىشتىن ئىلگىرى، لىتىي نىئوبات مودۇلياتورلىرى تىتان دىففۇزىيەسى ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلغان بولۇپ، بۇ 1000 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا قىزىتىشنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇ LTOI نى ماس كەلمەيدىغان قىلىپ قويدى. قانداقلا بولمىسۇن، بۈگۈنكى كۈندە مودۇلياتور شەكىللەندۈرۈش ئۈچۈن ئىزولياتور ئاساسى ۋە دولقۇن يېتەكلىگۈچ ئويۇش ئۇسۇلىنى ئىشلىتىشكە يۈزلەنگەنلىكتىن، 610 سېلسىيە گرادۇس كۇرى تېمپېراتۇرىسى يېتەرلىك.
◆ نېپىز پەردە لىتىي تانتالات (LTOI) نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات (TFLN) نىڭ ئورنىنى ئالامدۇ؟
نۆۋەتتىكى تەتقىقاتلارغا ئاساسلانغاندا، LTOI پاسسىپ ئىقتىدار، مۇقىملىق ۋە چوڭ كۆلەملىك ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى جەھەتتە ئەۋزەللىكلەرنى تەمىنلەيدۇ، كۆرۈنەرلىك كەمچىلىكى يوق. قانداقلا بولمىسۇن، LTOI مودۇلياتسىيە ئىقتىدارىدا لىتىي نىئوباتتىن ئېشىپ كەتمەيدۇ، ھەمدە LNOI نىڭ مۇقىملىق مەسىلىلىرىنىڭ ھەل قىلىش چارىلىرى مەلۇم. ئالاقە DR مودۇللىرى ئۈچۈن، پاسسىپ تەركىبلەرگە بولغان ئېھتىياج ئەڭ تۆۋەن (ۋە لازىم بولسا كرېمنىي نىترىدى ئىشلىتىلىشى مۇمكىن). بۇنىڭدىن باشقا، ۋافېر دەرىجىلىك ئويۇش جەريانلىرىنى، ھېتېروئىنتېگراسسىيە تېخنىكىسىنى ۋە ئىشەنچلىكلىك سىنىقىنى قايتا قۇرۇش ئۈچۈن يېڭى مەبلەغ سېلىش تەلەپ قىلىنىدۇ (لىتىي نىئوبات ئويۇشتىكى قىيىنچىلىق دولقۇن يېتەكلىگۈچ ئەمەس، بەلكى يۇقىرى ئۈنۈملۈك ۋافېر دەرىجىلىك ئويۇشنى قولغا كەلتۈرۈشتە ئىدى). شۇڭا، لىتىي نىئوباتنىڭ مۇقىم ئورنى بىلەن رىقابەتلىشىش ئۈچۈن، LTOI تېخىمۇ كۆپ ئەۋزەللىكلەرنى بايقاشقا موھتاج بولۇشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن، ئاكادېمىك جەھەتتىن، LTOI ئوكتاۋا كېڭىيىدىغان ئېلېكترو-ئوپتىك تاراق، PPLT، سولىتون ۋە AWG دولقۇن ئۇزۇنلۇقى بۆلۈش ئۈسكۈنىلىرى ۋە قاتار مودۇلياتورلىرى قاتارلىق بىرلەشتۈرۈلگەن چىپ سىستېمىسى ئۈچۈن مۇھىم تەتقىقات پوتېنسىيالىنى تەمىنلەيدۇ.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2024-يىلى 11-ئاينىڭ 8-كۈنى