Mg-dotiert LiNbO₃-Barren 45°Z-geschnidden 64°Y-geschnidden Orientéierungen fir 5G/6G Kommunikatiounssystemer

Kuerz Beschreiwung:

LiNbO3-Barren (Lithium-Niobat-Kristallbarren) ass e Grondsteematerial an der fortgeschrattener Optoelektronik a Quantetechnologien, bekannt fir seng aussergewéinlech elektrooptesch Koeffizienten (γ₃₃ = 30,9 pm/V), säi breede Transparenzberäich (400–5.200 nm) an seng héich Curie-Temperatur (1210°C). Am Géigesaz zu konventionelle Materialien op Siliziumbasis erméiglechen LiNbO3-Barren eng héichfrequent Signalveraarbechtung an d'Fabrikatioun vu Wellenleiter mat grousser Apertur, wouduerch se onentbehrlech fir 5G/6G-Kommunikatioun, Quantephotonik an industriell Detektioun sinn. Rezent Fortschrëtter an der heterogener Integratioun (z. B. Si-baséiert Kompositwafer) a Defektbekämpfung (z. B. Mg-Dotierung) hunn seng Anwendbarkeet a extremen Ëmfeld weider erweidert, wéi z. B. Héichtemperatur-Sensoren (>400°C) a strahlungsgehärtete Loftfaartsystemer.

Schéckt eis eng E-Mail

Fonctiounen

Technesch Parameteren

Kristallstruktur	Sechseckeg
Gitterkonstant	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Dicht	7,45 g / cm3
Curie-Temperatur	610 °C
Häert	5,5 - 6 Méint
Thermesch Expansiounskoeffizient	aa = 1,61 x 10⁻⁶ / k, ac = 4,1 x 10⁻⁶ / k
Widderstandsfäegkeet	1015 Wm
Permittivitéit	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Faarf	Faarflos
Duerch eng Rei vu	0,4 ~ 5,0 µm
Breechungsindex	nee = 2.176 ne = 2.180 @ 633 nm

Schlëssel technesch Charakteristiken

LiNbO3 Ingot weist eng Rei vun iwwerleeënen Eegeschaften op:

1. Elektrooptesch Leeschtung:

Héije netlineare Koeffizient: d₃₃= 34,4 pm/V, wat eng effizient Generatioun vun zweeten Harmoniken (SHG) an optesch parametresch Oszillatioun (OPO) fir ofstëmmend Infraroutquellen erméiglecht.

Breitbandtransmissioun: Minimal Absorptioun am visuelle Spektrum (α < 0,1 dB/cm bei 1550 nm), entscheedend fir C-Band optesch Verstärker a Quantefrequenzkonversioun.

2. Mechanesch & thermesch Robustheet:

Niddreg thermesch Expansioun: CTE = 14,4×10⁻⁶/K (a-Achs), wat d'Kompatibilitéit mat Siliziumsubstrater an hybride photonesche Schaltkreesser garantéiert.

Héich piezoelektresch Äntwert: g₃₃ > 20 mV/m, ideal fir Uewerflächenakustesch Wellen (SAW) Filter a 5G mmWave Systemer.

3. Defektkontroll:

Mikropäifdicht: <0,1 cm⁻² (8-Zoll-Barren), validéiert iwwer Synchrotron-Röntgendiffraktioun.

Stralungsbeständegkeet: Minimal Gitterverzerrung ënner elektresche Felder vun 100 kV/cm, validéiert an Tester am Raumfaartberäich.

Strategesch Uwendungen

LiNbO3-Barren dréit Innovatioun a modernen Beräicher zur Verfügung:

1. Quantephotonik:

Eenzelphotonquellen: Andeems LiNbO3 netlinear Downkonversioun notzt, erméiglecht et d'Generatioun vun entangled photon pairs fir Quantum Key Distribution (QKD) Systemer.

Quantespeicher: D'Integratioun mat Er³⁺-dotierte Faseren erreecht eng Späichereffizienz vun 30% bei 1530 nm, wat entscheedend fir Quantespeichernetzwierker iwwer grouss Distanzen ass.

2. Optoelektronesch Systemer:

Héichgeschwindegkeetsmodulatoren: X-cut LiNbO3 erreecht eng Bandbreet vu 40 GHz mat engem Insertion Loss vu <1 dB a verbessert doduerch d'Leeschtung vu LiTaO3 a 400G opteschen Transceiver.

Verdueblung vun der Laserfrequenz: Mg-dotiert LiNbO3 (6% Schwellwäert) reduzéiert photorefraktive Schued a erméiglecht eng stabil 1064 nm → 532 nm Konversioun a LiDAR-Systemer.

3. Industriell Detektioun:

Héichtemperaturdrocksensoren: Bedreiwe kontinuéierlech bei 600 °C a notzen piezoelektresch Resonanz fir d'Iwwerwaachung vun Ueleg-/Gasleitungen.

Stroumtransformatoren: Fe/Mg Co-Doping verbessert d'Sensibilitéit (0,1% FS) a Smart Grid Uwendungen.

XKH Servicer & Léisungen

Eis LiNbO3-Ingot-Servicer si fir Skalierbarkeet a Präzisioun entwéckelt:

1. Benotzerdefinéiert Fabrikatioun:

Gréisstenoptiounen: 3–8-Zoll Barren mat X/Y/Z-Schnëtt- a 42°Y-Schnëttgeometrien, ±0,01° Winkeltoleranz.

Dopingkontroll: Fe/Mg Ko-Doting iwwer d'Czochralski-Method (Konzentratiounsberäich 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) fir de photorefraktive Widderstand ze optimiséieren.

2. Fortgeschratt Veraarbechtung:

Heterogen Integratioun: Si-LN Kompositwaferen (300–600 nm Déckt) mat enger Wärmeleitfäegkeet vu bis zu 8,78 W/m·K fir Héichfrequent SAW-Filter.

Wellenleiterfabrikatioun: Protonenaustausch- (PE) an ëmgedréint Protonenaustausch- (RPE) Technike bréngen Submikron-Wellenleiter (Δn > 0,7) fir 40 GHz elektrooptesch Modulatoren.

3. Qualitéitssécherung:

End-to-End-Tester: Raman-Spektroskopie (Polytypverifizéierung), XRD (Kristallinitéit) an AFM (Uewerflächenmorphologie) garantéieren d'Konformitéit mat MIL-PRF-4520J an JEDEC-033.

Global Logistik: Temperaturkontrolléiert Versand (±0,5°C) an Noutliwwerung bannent 48 Stonnen an Asien-Pazifik, Europa an Nordamerika.

Kompetitiv Virdeeler

1. Käschteeffizienz: 8-Zoll-Barren reduzéieren de Materialverschwendung ëm 30% am Verglach mat 4-Zoll-Alternativen, wouduerch d'Käschte pro Eenheet ëm 18% erofgesat ginn.

2. Leeschtungsmetriken:

SAW-Filterbandbreet: >1,28 GHz (vs. 0,8 GHz fir LiTaO3), entscheedend fir 5G mmWellebänner.

Thermesch Zyklen: Iwwerlieft Zyklen vun -200–500 °C mat <0,05 % Verzerrung, validéiert an LiDAR-Tester am Automobilberäich.

1. Nohaltegkeet: Recycléierbar Veraarbechtungsmethoden reduzéieren de Waasserverbrauch ëm 40% an den Energieverbrauch ëm 25%.

Conclusioun

LiNbO3-Barren bleiwen dat bevorzugt Material fir d'Optoelektronik vun der nächster Generatioun a kombinéiert eng oniwwertraff elektrooptesch Leeschtung mat enger Zouverlässegkeet vun industrieller Qualitéit. Vum Quantecomputer bis zur 6G-Kommunikatioun positionéieren seng Villfältegkeet a Skalierbarkeet et als e wichtege Faktor fir zukünfteg Technologien. Schafft mat eis zesummen, fir modern Dotéierungs-, Defektminderungs- a heterogen Integratiounsléisungen ze notzen, déi op Är Applikatiounsbedürfnisser zougeschnidden sinn.