Brathadóir fótachód niobáit litiam scannáin tanaí (LN)

Brathadóir fótachód niobáit litiam scannáin tanaí (LN)

Tá struchtúr criostail uathúil agus éifeachtaí fisiceacha saibhre ag niobáit litiam (LN), amhail éifeachtaí neamhlíneacha, éifeachtaí leictrea-optúla, éifeachtaí pirileictreacha, agus éifeachtaí piezo-leictreacha. Ag an am céanna, tá buntáistí aige maidir le fuinneog trédhearcachta optúla leathanbhanda agus cobhsaíocht fhadtéarmach. Déanann na tréithe seo ardán tábhachtach de LN don ghlúin nua fótóinice comhtháite. I bhfeistí optúla agus i gcórais optoelectronic, is féidir le tréithe LN feidhmeanna agus feidhmíocht shaibhre a sholáthar, ag cur forbairt cumarsáide optúla, ríomhaireachta optúla, agus réimsí braite optúla chun cinn. Mar sin féin, mar gheall ar airíonna ionsúcháin agus inslithe laga niobáit litiam, tá fadhb bhrath deacair fós roimh chur i bhfeidhm comhtháite niobáit litiam. Le blianta beaga anuas, áirítear sa réimse seo go príomha braiteoirí fóta-thonnta comhtháite agus braiteoirí fóta-thonnta heitrea-chomhpháirteacha.
De ghnáth, dírítear an brathadóir fótagrafaíochta comhtháite treorach tonnta atá bunaithe ar niobáit litiam ar an mbanda-C cumarsáide optúla (1525-1565nm). Ó thaobh feidhme de, imríonn LN ról na dtonnta treoraithe den chuid is mó, agus braitheann an fheidhm braite optúileictreach den chuid is mó ar leathsheoltóirí amhail sileacan, leathsheoltóirí bearna banna caol grúpa III-V, agus ábhair dhéthoiseacha. I hailtireacht den sórt sin, tarchuirtear solas trí threoraithe tonnta optúla niobáit litiam le caillteanas íseal, agus ansin ionsúnn ábhair leathsheoltóra eile é bunaithe ar éifeachtaí fótaileictreacha (amhail fóta-sheoltacht nó éifeachtaí fótavoltacha) chun tiúchan an iompróra a mhéadú agus é a thiontú ina chomharthaí leictreacha le haghaidh aschuir. Is iad na buntáistí bandaleithead oibriúcháin ard (~GHz), voltas oibriúcháin íseal, méid beag, agus comhoiriúnacht le comhtháthú sliseanna fótóinice. Mar sin féin, mar gheall ar dheighilt spásúil ábhar niobáit litiam agus ábhar leathsheoltóra, cé go ndéanann siad a bhfeidhmeanna féin, ní imríonn LN ach ról i dtonnta treoraithe agus níor baineadh úsáid mhaith as airíonna eachtracha den scoth eile. Ní imríonn ábhair leathsheoltóra ach ról i gcomhshó fótaileictreach agus níl cúpláil chomhlántach acu lena chéile, rud a fhágann go bhfuil banda oibriúcháin sách teoranta. Maidir le cur i bhfeidhm sonrach, bíonn caillteanais shuntasacha agus ceanglais phróisis dhian mar thoradh ar an gcúpláil solais ón bhfoinse solais leis an treoirthonn optúil niobáit litiam. Ina theannta sin, tá sé deacair cumhacht optúil iarbhír an tsolais a ionradaítear ar chainéal an fheiste leathsheoltóra sa réigiún cúplála a chalabrú, rud a chuireann teorainn lena fheidhmíocht braite.
An traidisiúntabrathadóirí grianghrafIs gnách go mbíonn ábhair leathsheoltóra bunaithe ar na hábhair a úsáidtear le haghaidh feidhmeanna íomháithe. Dá bhrí sin, i gcás niobáit litiam, is cinnte nach bhfuil taighdeoirí braiteora fóta-níobáite fabhrach dó mar gheall ar a ráta íseal ionsúcháin solais agus a airíonna inslithe, agus is pointe deacair é sa réimse fiú. Mar sin féin, thug forbairt na teicneolaíochta heitrea-chomhpháirte le blianta beaga anuas dóchas do thaighde braiteoirí fóta-níobáite bunaithe ar niobáit litiam. Is féidir ábhair eile a bhfuil ionsú solais láidir nó seoltacht den scoth acu a chomhtháthú go héagsúil le niobáit litiam chun a easnaimh a chúiteamh. Ag an am céanna, is féidir na tréithe pirileictreacha a spreagtar ag polaraíocht spontáineach niobáit litiam mar gheall ar a ainisotropy struchtúrach a rialú trí thiontú go teas faoi radaíocht solais, rud a athraíonn na tréithe pirileictreacha le haghaidh braite optoelectronic. Tá buntáistí leathanbhanda agus féin-tiomána ag baint leis an éifeacht theirmeach seo, agus is féidir í a chomhlánú agus a chumasc go maith le hábhair eile. Tá ré nua oscailte ag úsáid sioncrónach éifeachtaí teirmeacha agus fótaileictreacha do bhraiteoirí fóta-níobáite bunaithe ar litiam, rud a chuireann ar chumas feistí buntáistí an dá éifeacht a chomhcheangal. Agus chun na heasnaimh a chúiteamh agus comhtháthú comhlántach buntáistí a bhaint amach, is áit the taighde é le blianta beaga anuas. Ina theannta sin, is rogha mhaith é úsáid ionchlannú ian, innealtóireacht bandaí, agus innealtóireacht lochtanna chun an deacracht a bhaineann le niobáit litiam a bhrath a réiteach. Mar sin féin, mar gheall ar an deacracht ardphróiseála a bhaineann le niobáit litiam, tá dúshláin mhóra fós roimh an réimse seo amhail comhtháthú íseal, gléasanna agus córais íomháithe eagair, agus feidhmíocht neamhleor, a bhfuil luach agus spás taighde mór aige.

Fíor 1, ag baint úsáide as na stáit fuinnimh locht laistigh den bhearna banda LN mar ionaid deontóra leictreon, gintear iompróirí luchta saor in aisce sa bhanda seoltachta faoi spreagadh solais infheicthe. I gcomparáid le brathadóirí fótaileictreacha LN roimhe seo, a raibh teorainn leo de ghnáth le luas freagartha thart ar 100Hz, seoBrathadóir fótachódóra LNtá luas freagartha níos tapúla aige suas le 10kHz. Idir an dá linn, sa saothar seo, léiríodh gur féidir le LN atá dópáilte le hian maignéisiam modhnú solais sheachtrach a bhaint amach le freagairt suas le 10kHz. Cuireann an saothar seo chun cinn an taighde ar ardfheidhmíocht agusbrathadóirí fóta LN ardluaisi dtógáil sceallóga fótónacha LN comhtháite aon-sliseanna lánfheidhmiúla.
Mar achoimre, réimse taighdebrathadóirí fóta niobáit litiam scannáin tanaítá tábhacht eolaíoch thábhachtach agus acmhainneacht ollmhór praiticiúil aige. Amach anseo, le forbairt na teicneolaíochta agus le doimhniú na taighde, forbrófar brathadóirí fótóite niobáit litiam scannáin tanaí (LN) i dtreo comhtháthú níos airde. Beidh sé ina réaltacht modhanna comhtháthaithe éagsúla a chomhcheangal chun brathadóirí fótóite niobáit litiam scannáin tanaí ardfheidhmíochta, freagartha thapa agus leathanbhanda a bhaint amach i ngach gné, rud a chuirfidh go mór le forbairt réimsí comhtháthú ar sliseanna agus braite cliste, agus a sholáthróidh níos mó féidearthachtaí don ghlúin nua d’fheidhmchláir fótóinice.