Mg-seostetut LiNbO₃-harkot, 45° Z-leikkaus, 64° Y-leikkaussuunnat 5G/6G-tietoliikennejärjestelmille

Lyhyt kuvaus:

LiNbO3-harkko (litiumniobaattikideharkko) on kulmakivimateriaali edistyneessä optoelektroniikassa ja kvanttiteknologioissa. Se tunnetaan poikkeuksellisista sähköoptisista kertoimistaan (γ₃₃ = 30,9 pm/V), laajasta läpinäkyvyysalueestaan (400–5 200 nm) ja korkeasta Curie-lämpötilastaan (1210 °C). Toisin kuin perinteiset piipohjaiset materiaalit, LiNbO3-harkot mahdollistavat korkeataajuisen signaalinkäsittelyn ja suuriaukkoisten aaltojohtimien valmistuksen, mikä tekee niistä välttämättömiä 5G/6G-viestinnässä, kvanttifotoniikassa ja teollisessa anturitekniikassa. Viimeaikaiset edistysaskeleet heterogeenisessä integroinnissa (esim. piipohjaiset komposiittikiekot) ja virheiden lieventämisessä (esim. Mg-doping) ovat laajentaneet sen soveltuvuutta äärimmäisiin ympäristöihin, kuten korkean lämpötilan (>400 °C) antureihin ja säteilyä kestäviin ilmailu- ja avaruusjärjestelmiin.

Lähetä meille sähköpostia

Ominaisuudet

Tekniset parametrit

Kristallirakenne	Kuusikulmainen
Hilavakio	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Tiheys	7,45 g / cm³
Curie-lämpötila	610 °C
Kovuus	5,5–6 Mohsin asteikolla
Lämpölaajenemiskerroin	aa = 1,61 x 10⁻⁶ /k ac = 4,1 x 10⁻⁶ /k
Resistiivisyys	1015 Wm
Permittiivisyys	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Väri	Väritön
Useiden eri	0,4 ~ 5,0 µm
Taitekerroin	ei = 2,176 ne = 2,180 @ 633 nm

Keskeiset tekniset ominaisuudet

LiNbO3-harkolla on useita erinomaisia ominaisuuksia:

1. Elektro-optinen suorituskyky:

Korkea epälineaarinen kerroin: d₃₃ = 34,4 pm/V, mikä mahdollistaa tehokkaan toisen harmonisen generoinnin (SHG) ja optisen parametrisen oskilloinnin (OPO) viritettäville infrapunalähteille.

Laajakaistainen tiedonsiirto: Minimaalinen absorptio näkyvässä spektrissä (α < 0,1 dB/cm 1550 nm:ssä), kriittinen C-kaistan optisille vahvistimille ja kvanttitaajuusmuunnokselle.

2. Mekaaninen ja terminen kestävyys:

Alhainen lämpölaajeneminen: CTE = 14,4 × 10⁻⁶/K (a-akseli), mikä varmistaa yhteensopivuuden piisubstraattien kanssa hybridifotonisissa piireissä.

Korkea pietsosähköinen vaste: g₃₃> 20 mV/m, ihanteellinen pinta-akustisten aaltojen (SAW) suodattimille 5G mmWave-järjestelmissä.

3. Vikavalvonta:

Mikroputken tiheys: <0,1 cm⁻² (8 tuuman harkot), validoitu synkrotroniröntgendiffraktiolla.

Säteilynkestävyys: Minimaalinen hilan vääristymä 100 kV/cm sähkökentissä, validoitu ilmailu- ja avaruustekniikan testeissä.

Strategiset sovellukset

LiNbO3-harkko edistää innovaatioita huipputeknologian aloilla:

1. Kvanttifotoniikka:

Yksittäisten fotonien lähteet: Hyödyntämällä epälineaarista alasmuuntamista, LiNbO3 mahdollistaa kietoutuneiden fotoniparien generoinnin kvanttiavainjakaumajärjestelmissä (QKD).

Kvanttimuisti: Er³⁺-seostettujen kuitujen integrointi saavuttaa 30 %:n tallennustehokkuuden 1530 nm:ssä, mikä on kriittistä pitkän matkan kvanttiverkoille.

2. Optoelektroniset järjestelmät:

Suurnopeuksiset modulaattorit: X-cut LiNbO3 saavuttaa 40 GHz:n kaistanleveyden alle 1 dB:n väliinkytkentähäviöllä, mikä päihittää LiTaO3:n 400G:n optisissa lähetin-vastaanottimissa.

Lasertaajuuden kaksinkertaistaminen: Mg-seostettu LiNbO3 (6 %:n kynnysarvo) vähentää fotorefraktiivisia vaurioita, mikä mahdollistaa vakaan 1064 nm → 532 nm -muunnoksen LiDAR-järjestelmissä.

3. Teollisuusanturit:

Korkean lämpötilan paineanturit: Toimivat jatkuvasti 600 °C:ssa hyödyntäen pietsosähköistä resonanssia öljy-/kaasuputkien valvontaan.

Virtamuuntajat: Fe/Mg-seostus parantaa herkkyyttä (0,1 % FS) älykkäissä sähköverkkosovelluksissa.

XKH-palvelut ja ratkaisut

LiNbO3-harkkopalvelumme on suunniteltu skaalautuvuutta ja tarkkuutta silmällä pitäen:

1. Mukautettu valmistus:

Kokovaihtoehdot: 3–8 tuuman valanteet X/Y/Z-leikkauksilla ja 42° Y-leikkauksilla, kulmatoleranssi ±0,01°.

Dopingin valvonta: Fe/Mg-seostus Czochralskin menetelmällä (pitoisuusalue 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) valon taittokyvyn optimoimiseksi.

2. Edistynyt käsittely:

Heterogeeninen integrointi: Si-LN-komposiittikiekot (paksuus 300–600 nm), joiden lämmönjohtavuus on jopa 8,78 W/m·K, korkeataajuisia SAW-suodattimia varten.

Aaltojohtimien valmistus: Protoninvaihto- (PE) ja käänteisprotoninvaihto- (RPE) tekniikat tuottavat submikronisia aaltojohtimia (Δn >0,7) 40 GHz:n sähköoptisille modulaattoreille.

3. Laadunvarmistus:

Kokonaisvaltainen testaus: Raman-spektroskopia (polytyypin varmistus), XRD (kiteisyys) ja AFM (pinnan morfologia) varmistavat MIL-PRF-4520J- ja JEDEC-033-standardien noudattamisen.

Globaali logistiikka: Lämpötilasäädellyt toimitukset (±0,5 °C) ja 48 tunnin hätätoimitukset Aasian ja Tyynenmeren alueella, Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa.

Kilpailuedut

1. Kustannustehokkuus: 8-tuumaiset harkot vähentävät materiaalihävikkiä 30 % verrattuna 4-tuumaisiin vaihtoehtoihin, mikä alentaa yksikkökustannuksia 18 %.

2. Suorituskykymittarit:

SAW-suodattimen kaistanleveys: >1,28 GHz (vs. 0,8 GHz LiTaO3:lle), kriittinen 5G mmWave-kaistoille.

Lämpösyklit: Kestää -200–500 °C:n syklit alle 0,05 %:n vääntymällä, validoitu autoteollisuuden LiDAR-testeissä.

1. Kestävä kehitys: Kierrätettävät käsittelymenetelmät vähentävät vedenkulutusta 40 % ja energiankulutusta 25 %.

Johtopäätös

LiNbO3-harkko on edelleen ensisijainen materiaali seuraavan sukupolven optoelektroniikassa, jossa yhdistyvät vertaansa vailla oleva sähköoptinen suorituskyky ja teollisuusluokan luotettavuus. Kvanttilaskennasta 6G-viestintään, sen monipuolisuus ja skaalautuvuus tekevät siitä tulevaisuuden teknologioiden kannalta kriittisen mahdollistajan. Ryhdy yhteistyökumppaniksemme hyödyntääksesi huippuluokan doping-, viankorjaus- ja heterogeenisia integrointiratkaisuja, jotka on räätälöity sovellustarpeisiisi.