8 tommu LNOI (LiNbO3 á einangrunarefni) skífa fyrir ljósleiðara, bylgjuleiðara og samþættar hringrásir
Ítarlegt skýringarmynd
Inngangur
LNOI-skífur (e. litium niobate on insulator) eru háþróað efni sem notað er í ýmsum háþróuðum ljós- og rafeindabúnaði. Þessar skífur eru framleiddar með því að flytja þunnt lag af litium niobati (LiNbO₃) á einangrandi undirlag, venjulega kísill eða annað hentugt efni, með því að nota háþróaðar aðferðir eins og jónaígræðslu og skífubindingu. LNOI-tæknin á margt sameiginlegt með SOI-skífutækni en nýtir sér einstaka ljósfræðilega eiginleika litium niobats, efnis sem er þekkt fyrir piezoelectric, pyroelectric og ólínulega ljósfræðilega eiginleika.
LNOI-skífur hafa vakið mikla athygli á sviðum eins og samþættri ljósfræði, fjarskiptum og skammtafræði vegna framúrskarandi frammistöðu þeirra í hátíðni- og hraðforritum. Skífurnar eru framleiddar með „Smart-cut“ tækni, sem gerir kleift að stjórna nákvæmri þykkt litíumníóbatþynnunnar og tryggja að skífurnar uppfylli kröfur um ýmis forrit.
Meginregla
Ferlið við að búa til LNOI-skífur hefst með lausu litíumníóbatkristali. Kristallinn gengst undir jónaígræðslu, þar sem orkumiklar helíumjónir eru settar inn í yfirborð litíumníóbatkristallsins. Þessar jónir komast inn í kristalinn niður á ákveðið dýpi og raska kristalbyggingunni og mynda þannig brothætt yfirborð sem síðar er hægt að nota til að aðskilja kristalinn í þunn lög. Sértæk orka helíumjónanna stýrir dýpt ígræðslunnar, sem hefur bein áhrif á þykkt loka litíumníóbatlagsins.
Eftir jónígræðslu er litíumníóbatkristallinn tengdur við undirlag með aðferð sem kallast skífubinding. Límingarferlið notar venjulega beina límingu, þar sem yfirborðin tvö (jónígræddi litíumníóbatkristallinn og undirlagið) eru þrýst saman við háan hita og þrýsting til að mynda sterka tengingu. Í sumum tilfellum má nota límefni eins og bensósýklóbúten (BCB) til viðbótar stuðnings.
Eftir límingu gengst skífan undir glæðingarferli til að gera við skemmdir sem jónaígræðslur valda og til að auka tenginguna milli laganna. Glæðingarferlið hjálpar einnig þunnu litíumníóbatlaginu að losna frá upprunalega kristalnum og skilur eftir þunnt, hágæða lag af litíumníóbati sem hægt er að nota til framleiðslu á tækjum.
Upplýsingar
LNOI-skífur einkennast af nokkrum mikilvægum eiginleikum sem tryggja að þær henti fyrir afkastamikil forrit. Þar á meðal eru:
Efnisupplýsingar
| Efni | Upplýsingar |
| Efni | Einsleitt: LiNbO3 |
| Efnisgæði | Loftbólur eða innifalin efni <100μm |
| Stefnumörkun | Y-skurður ±0,2° |
| Þéttleiki | 4,65 g/cm³ |
| Curie hitastig | 1142 ±1°C |
| Gagnsæi | >95% á bilinu 450-700 nm (10 mm þykkt) |
Framleiðsluupplýsingar
| Breyta | Upplýsingar |
| Þvermál | 150 mm ±0,2 mm |
| Þykkt | 350 μm ±10 μm |
| Flatleiki | <1,3 míkrómetrar |
| Heildarþykktarbreyting (TTV) | Undirliggjandi <70 μm @ 150 mm skífa |
| Staðbundin þykktarbreyting (LTV) | <70 μm @ 150 mm skífa |
| Grófleiki | Rq ≤0,5 nm (AFM RMS gildi) |
| Yfirborðsgæði | 40-20 |
| Agnir (ekki fjarlægjanlegar) | 100-200 μm ≤3 agnir |
| Franskar | <300 μm (heil skífa, ekkert útilokunarsvæði) |
| Sprungur | Engar sprungur (fullur skífa) |
| Mengun | Engir ófjarlægjanlegir blettir (fullur vafra) |
| Samsíða | <30 bogasekúndur |
| Viðmiðunarplan stefnu (X-ás) | 47 ±2 mm |
Umsóknir
LNOI-skífur eru notaðar í fjölbreyttum tilgangi vegna einstakra eiginleika sinna, sérstaklega á sviði ljósfræði, fjarskipta og skammtafræði. Meðal helstu notkunarsviða eru:
Innbyggð ljósfræði:LNOI-skífur eru mikið notaðar í samþættum ljósleiðararásum, þar sem þær gera kleift að nota afkastamikil ljósfræðileg tæki eins og mótara, bylgjuleiðara og ómtæki. Miklir ólínulegir ljósfræðilegir eiginleikar litíumníóbats gera það að frábæru vali fyrir forrit sem krefjast skilvirkrar ljósstjórnunar.
Fjarskipti:LNOI-skífur eru notaðar í ljósleiðarastýringar, sem eru nauðsynlegir íhlutir í háhraða samskiptakerfum, þar á meðal ljósleiðaranetum. Hæfni þeirra til að stjórna ljósi við háar tíðnir gerir LNOI-skífur tilvaldar fyrir nútíma fjarskiptakerfi.
Skammtatölvun:Í skammtafræði eru LNOI-skífur notaðar til að framleiða íhluti fyrir skammtatölvur og skammtasamskiptakerfi. Ólínulegir ljósfræðilegir eiginleikar LNOI eru nýttir til að búa til flæktar ljóseindapör, sem eru mikilvæg fyrir dreifingu skammtalykla og skammtadulkóðun.
Skynjarar:LNOI-skífur eru notaðar í ýmsum skynjunarforritum, þar á meðal ljós- og hljóðskynjurum. Hæfni þeirra til að hafa samskipti við bæði ljós og hljóð gerir þær fjölhæfar fyrir mismunandi gerðir skynjunartækni.
Algengar spurningar
Q:Hvað er LNOI tækni?
A:LNOI tækni felur í sér að þunn litíumníóbatfilma er flutt yfir á einangrandi undirlag, yfirleitt sílikon. Þessi tækni nýtir sér einstaka eiginleika litíumníóbats, svo sem mikla ólínulega ljósfræðilega eiginleika þess, piezoelectricity og pyroelectricity, sem gerir það tilvalið fyrir samþætta ljósfræði og fjarskipti.
Q:Hver er munurinn á LNOI og SOI skífum?
A: Bæði LNOI og SOI skífur eru svipaðar að því leyti að þær eru úr þunnu lagi af efni sem er bundið við undirlag. Hins vegar nota LNOI skífur litíumníóbat sem þunnfilmuefni, en SOI skífur nota sílikon. Lykilmunurinn liggur í eiginleikum þunnfilmuefnisins, þar sem LNOI býður upp á framúrskarandi ljósfræðilega og piezoelectric eiginleika.
Q:Hverjir eru kostirnir við að nota LNOI-skífur?
A: Helstu kostir LNOI-skífa eru meðal annars framúrskarandi ljósfræðilegir eiginleikar þeirra, svo sem háir ólínulegir ljósfræðilegir stuðlar, og vélrænn styrkur. Þessir eiginleikar gera LNOI-skífur tilvaldar til notkunar í háhraða-, hátíðni- og skammtafræðilegum forritum.
Q:Er hægt að nota LNOI-skífur fyrir skammtaforrit?
A: Já, LNOI-skífur eru mikið notaðar í skammtafræði vegna getu þeirra til að mynda flæktar ljóseindapör og samhæfni þeirra við samþætta ljósfræði. Þessir eiginleikar eru mikilvægir fyrir notkun í skammtafræði, samskiptum og dulritun.
Q:Hver er dæmigerð þykkt LNOI filmna?
A: Þykkt LNOI-filma er yfirleitt frá nokkur hundruð nanómetrum upp í nokkra míkrómetra, allt eftir notkun. Þykktinni er stjórnað meðan á jónaígræðslu stendur.
