Pllakë LNOI 8 inç (LiNbO3 në izolator) për modulatorë optikë, valëpërçues, qarqe të integruara
Diagram i detajuar
Hyrje
Pllakat e Niobatit të Litiumit në Izolator (LNOI) janë një material i përparuar që përdoret në aplikime të ndryshme të avancuara optike dhe elektronike. Këto pllaka prodhohen duke transferuar një shtresë të hollë niobati litiumi (LiNbO₃) në një substrat izolues, zakonisht silikon ose një material tjetër të përshtatshëm, duke përdorur teknika të sofistikuara si implantimi jonik dhe lidhja e pllakave. Teknologjia LNOI ndan shumë ngjashmëri me teknologjinë e pllakave të Silikonit në Izolator (SOI), por shfrytëzon vetitë unike optike të niobatit të litiumit, një material i njohur për karakteristikat e tij optike piezoelektrike, piroelektrike dhe jolineare.
Pllakat LNOI kanë tërhequr vëmendje të konsiderueshme në fusha të tilla si optika e integruar, telekomunikacioni dhe informatika kuantike për shkak të performancës së tyre superiore në aplikimet me frekuencë të lartë dhe shpejtësi të lartë. Pllakat prodhohen duke përdorur teknikën "Smart-cut", e cila mundëson kontroll të saktë mbi trashësinë e filmit të hollë të niobatit të litiumit, duke siguruar që pllakat të plotësojnë specifikimet e kërkuara për aplikime të ndryshme.
Parimi
Procesi i krijimit të pllakave LNOI fillon me një kristal të niobatit të litiumit në masë. Kristali i nënshtrohet implantimit jonik, ku jonet e heliumit me energji të lartë futen në sipërfaqen e kristalit të niobatit të litiumit. Këta jone depërtojnë në kristal në një thellësi specifike dhe prishin strukturën kristalore, duke krijuar një plan të brishtë që më vonë mund të përdoret për të ndarë kristalin në shtresa të holla. Energjia specifike e joneve të heliumit kontrollon thellësinë e implantimit, gjë që ndikon drejtpërdrejt në trashësinë e shtresës përfundimtare të niobatit të litiumit.
Pas implantimit të jonit, kristali i niobatit të litiumit lidhet me një substrat duke përdorur një teknikë të quajtur lidhje me formë wafer. Procesi i lidhjes zakonisht përdor një metodë lidhjeje të drejtpërdrejtë, ku dy sipërfaqet (kristali i niobatit të litiumit i implantuar me jone dhe substrati) shtypen së bashku nën temperaturë dhe presion të lartë për të krijuar një lidhje të fortë. Në disa raste, një material ngjitës si benzociklobuteni (BCB) mund të përdoret për mbështetje shtesë.
Pas lidhjes, pllaka i nënshtrohet një procesi kalitjeje për të riparuar çdo dëmtim të shkaktuar nga implantimi i jonit dhe për të forcuar lidhjen midis shtresave. Procesi i kalitjes gjithashtu ndihmon që shtresa e hollë e niobatit të litiumit të shkëputet nga kristali origjinal, duke lënë pas një shtresë të hollë dhe me cilësi të lartë të niobatit të litiumit që mund të përdoret për prodhimin e pajisjeve.
Specifikimet
Pllakat LNOI karakterizohen nga disa specifikime të rëndësishme që sigurojnë përshtatshmërinë e tyre për aplikime me performancë të lartë. Këto përfshijnë:
Specifikimet e Materialit
| Materiali | Specifikimet |
| Materiali | Homogjen: LiNbO3 |
| Cilësia e materialit | Flluska ose përfshirje <100μm |
| Orientimi | Prerje në formë Y ±0.2° |
| Dendësia | 4.65 g/cm³ |
| Temperatura e Curie-t | 1142 ±1°C |
| Transparenca | >95% në diapazonin 450-700 nm (trashësi 10 mm) |
Specifikimet e Prodhimit
| Parametri | Specifikimet |
| Diametri | 150 mm ±0.2 mm |
| Trashësia | 350 μm ±10 μm |
| Rrafshësi | <1.3 μm |
| Ndryshimi total i trashësisë (TTV) | Prishja <70 μm @ 150 mm pllakë |
| Ndryshimi Lokal i Trashësisë (LTV) | <70 μm @ 150 mm pllakë |
| Vrazhdësi | Rq ≤0.5 nm (vlera AFM RMS) |
| Cilësia e Sipërfaqes | 40-20 |
| Grimca (të pa lëvizshme) | 100-200 μm ≤3 grimca |
| Patate të skuqura | <300 μm (vafer i plotë, pa zonë përjashtimi) |
| Çarje | Pa çarje (vafer i plotë) |
| Kontaminimi | Pa njolla të palara (vafer i plotë) |
| Paralelizëm | <30 sekonda harku |
| Plani i Referencës së Orientimit (boshti X) | 47 ±2 mm |
Aplikacionet
Pllakat LNOI përdoren në një gamë të gjerë aplikimesh për shkak të vetive të tyre unike, veçanërisht në fushat e fotonikës, telekomunikacionit dhe teknologjive kuantike. Disa nga aplikimet kryesore përfshijnë:
Optika e Integruar:Pllakat LNOI përdoren gjerësisht në qarqet optike të integruara, ku ato mundësojnë pajisje fotonike me performancë të lartë, siç janë modulatorët, valëpërçuesit dhe rezonatorët. Vetitë e larta optike jolineare të niobatit të litiumit e bëjnë atë një zgjedhje të shkëlqyer për aplikimet që kërkojnë manipulim efikas të dritës.
Telekomunikacioni:Pllakat LNOI përdoren në modulatorët optikë, të cilët janë komponentë thelbësorë në sistemet e komunikimit me shpejtësi të lartë, duke përfshirë rrjetet me fibra optike. Aftësia për të moduluar dritën në frekuenca të larta i bën pllakat LNOI ideale për sistemet moderne të telekomunikacionit.
Informatika kuantike:Në teknologjitë kuantike, pllakat LNOI përdoren për të prodhuar komponentë për kompjuterë kuantikë dhe sisteme komunikimi kuantik. Vetitë optike jolineare të LNOI shfrytëzohen për të krijuar çifte fotonesh të ngatërruara, të cilat janë kritike për shpërndarjen e çelësave kuantikë dhe kriptografinë kuantike.
Sensorë:Pllakat LNOI përdoren në aplikime të ndryshme sensorike, duke përfshirë sensorët optikë dhe akustikë. Aftësia e tyre për të bashkëvepruar si me dritën ashtu edhe me zërin i bën ato të gjithanshme për lloje të ndryshme të teknologjive të sensorëve.
Pyetje të shpeshta
Q:Çfarë është teknologjia LNOI?
Teknologjia A:LNOI përfshin transferimin e një filmi të hollë niobati litiumi mbi një substrat izolues, zakonisht silikon. Kjo teknologji shfrytëzon vetitë unike të niobatit të litiumit, siç janë karakteristikat e tij të larta optike jolineare, piezoelektriciteti dhe piroelektriciteti, duke e bërë atë ideale për optikën dhe telekomunikacionin e integruar.
Q:Cili është ndryshimi midis pllakave LNOI dhe SOI?
A: Të dyja, pllakat LNOI dhe SOI janë të ngjashme në atë që përbëhen nga një shtresë e hollë materiali e lidhur me një substrat. Megjithatë, pllakat LNOI përdorin niobat litiumi si material filmi të hollë, ndërsa pllakat SOI përdorin silikon. Dallimi kryesor qëndron në vetitë e materialit të filmit të hollë, me LNOI që ofron veti optike dhe piezoelektrike superiore.
Q:Cilat janë avantazhet e përdorimit të pllakave LNOI?
A: Përparësitë kryesore të pllakave LNOI përfshijnë vetitë e tyre të shkëlqyera optike, siç janë koeficientët e lartë optikë jolinearë, dhe forca e tyre mekanike. Këto karakteristika i bëjnë pllakat LNOI ideale për përdorim në aplikime me shpejtësi të lartë, frekuencë të lartë dhe kuantike.
Q:A mund të përdoren pllakat LNOI për aplikime kuantike?
A: Po, pllakat LNOI përdoren gjerësisht në teknologjitë kuantike për shkak të aftësisë së tyre për të gjeneruar çifte fotonesh të ngatërruara dhe përputhshmërisë së tyre me fotonikën e integruar. Këto veti janë thelbësore për aplikimet në informatikën kuantike, komunikimin dhe kriptografinë.
Q:Cila është trashësia tipike e filmave LNOI?
A: Filmat LNOI zakonisht variojnë nga disa qindra nanometra në disa mikrometra në trashësi, varësisht nga aplikimi specifik. Trashësia kontrollohet gjatë procesit të implantimit të jonit.
