מטילי LiNbO₃ מסוממים במגנזיום, חיתוך Z ב-45° וחיתוך Y ב-64°, עבור מערכות תקשורת 5G/6G

תיאור קצר:

מטילי LiNbO3 (מטילי קריסטל ליתיום ניובט) הם חומר אבן יסוד באופטואלקטרוניקה מתקדמת וטכנולוגיות קוונטיות, הידועים במקדמי האלקטרו-אופטיים יוצאי הדופן שלו (γ₃₃= 30.9 pm/V), בטווח שקיפות רחב (400–5,200 ננומטר) ובטמפרטורת קירי גבוהה (1210°C). בניגוד לחומרים מבוססי סיליקון קונבנציונליים, מטילי LiNbO3 מאפשרים עיבוד אותות בתדר גבוה וייצור מוליכי גלים בעלי צמצם גדול, מה שהופך אותם להכרחיים לתקשורת 5G/6G, פוטוניקה קוונטית וחישה תעשייתית. התקדמות אחרונה באינטגרציה הטרוגנית (למשל, ופלים מרוכבים מבוססי סיליקון) ובמיתון פגמים (למשל, סימום מגנזיום) הרחיבו עוד יותר את תחולתם בסביבות קיצוניות, כגון חיישנים בטמפרטורה גבוהה (>400°C) ומערכות תעופה וחלל מוקשחות בקרינה.

שלחו לנו אימייל

תכונות

פרמטרים טכניים

מבנה גבישי	מְשׁוּשֶׁה
קבוע הסריג	a = 5.154 Å c = 13.783 Å
Mp	1650 מעלות צלזיוס
צְפִיפוּת	7.45 גרם / סמ"ק
טמפרטורת קירי	610 מעלות צלזיוס
קַשִׁיוּת	5.5 - 6 מוה
מקדם התפשטות תרמית	aa = 1.61 x 10-6 / k ו-ac = 4.1 x 10-6 / k
הִתנַגְדוּת סְגוּלִית	1015 וומ
מקדם	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
צֶבַע	חֲסַר צֶבַע
דרך מגוון של	0.4 ~ 5.0 מיקרון
מקדם השבירה	לא = 2.176 ne = 2.180 @ 633 ננומטר

מאפיינים טכניים מרכזיים

מטיל LiNbO3 מציג מגוון תכונות מעולות:

1. ביצועים אלקטרו-אופטיים:

מקדם לא ליניארי גבוה: d₃₃= 34.4 pm/V, המאפשר יצירת הרמוניה שנייה (SHG) יעילה ותנודה פרמטרית אופטית (OPO) עבור מקורות אינפרא אדום מתכווננים.

שידור פס רחב: ספיגה מינימלית בספקטרום הנראה (α < 0.1 dB/cm ב-1550 ננומטר), קריטית למגברים אופטיים בפס C ולהמרת תדרים קוונטיים.

2. חוסן מכני ותרמי:

התפשטות תרמית נמוכה: CTE = 14.4×10⁻⁶/K (ציר a), מה שמבטיח תאימות עם מצעי סיליקון במעגלים פוטוניים היברידיים.

תגובה פיאזואלקטרית גבוהה: g₃₃ > 20 mV/m, אידיאלי עבור מסנני גל אקוסטי שטחי (SAW) במערכות גלים 5G mmWave.

3. בקרת פגמים:

צפיפות מיקרו-צינור: <0.1 סמ"ר (מטילי 8 אינץ'), מאומתת באמצעות דיפרקציית קרני רנטגן סינכרוטרון.

עמידות לקרינה: עיוות סריג מינימלי תחת שדות חשמליים של 100 קילו-וולט/ס"מ, מאומת בבדיקות ברמת תעופה וחלל.

יישומים אסטרטגיים

מטילי LiNbO3 מניע חדשנות בתחומים מתקדמים:

1. פוטוניקה קוונטית:

מקורות פוטון יחיד: באמצעות מינוף המרה לא לינארית כלפי מטה, LiNbO3 מאפשר יצירת זוגות פוטונים שזורים עבור מערכות חלוקת מפתחות קוונטיות (QKD).

זיכרון קוונטי: אינטגרציה עם סיבים מסוממים ב-Er³⁺ משיגה יעילות אחסון של 30% ב-1530 ננומטר, קריטי לרשתות קוונטיות למרחקים ארוכים.

2. מערכות אופטואלקטרוניות:

מודולטורים במהירות גבוהה: LiNbO3 מסוג X-cut משיג רוחב פס של 40 גיגה-הרץ עם אובדן הכנסה של פחות מ-1 dB, ועולה על ביצועיו של LiTaO3 במקלט-משדרים אופטיים של 400G.

הכפלת תדר לייזר: LiNbO3 מסומם במגנזיום (סף 6%) מפחית נזק פוטו-רפרקטיבי, ומאפשר המרה יציבה של 1064 ננומטר → 532 ננומטר במערכות LiDAR.

3. חישה תעשייתית:

חיישני לחץ בטמפרטורה גבוהה: פועלים ברציפות בטמפרטורה של 600 מעלות צלזיוס, תוך מינוף תהודה פיזואלקטרית לניטור צינורות נפט/גז.

שנאי זרם: סימום משותף של Fe/Mg משפר את הרגישות (0.1% FS) ביישומי רשת חכמה.

שירותים ופתרונות של XKH

שירותי מטילי LiNbO3 שלנו מתוכננים להרחבה ודיוק:

1. ייצור בהתאמה אישית:

אפשרויות גודל: מטילי 3–8 אינץ' עם גיאומטריות חיתוך X/Y/Z וחיתוך Y 42°, סבילות זוויתית ±0.01°.

בקרת סימום: סימום משותף של Fe/Mg באמצעות שיטת צ'וכרלסקי (טווח ריכוזים 10¹⁶–10¹⁹ סמ"ק) כדי לייעל את עמידות השבירה הפוטואלקטרית.

2. עיבוד מתקדם:

אינטגרציה הטרוגנית: פרוסות סיליקון מרוכבות Si-LN (עובי 300-600 ננומטר) עם מוליכות תרמית של עד 8.78 W/m·K עבור מסנני SAW בתדר גבוה.

ייצור מוליכי גל: טכניקות חילופי פרוטונים (PE) וחילופי פרוטונים הפוכים (RPE) מניבות מוליכי גל תת-מיקרון (Δn > 0.7) עבור מודולטורים אלקטרו-אופטיים של 40 גיגה-הרץ.

3. אבטחת איכות:

בדיקות מקצה לקצה: ספקטרוסקופיית ראמאן (אימות פוליסוגים), XRD (קריסטליניות) ו-AFM (מורפולוגיה של פני השטח) מבטיחים תאימות לתקנים MIL-PRF-4520J ו-JEDEC-033.

לוגיסטיקה גלובלית: משלוח בטמפרטורה מבוקרת (±0.5°C) ומשלוח חירום תוך 48 שעות ברחבי אסיה-פסיפיק, אירופה וצפון אמריקה.

יתרונות תחרותיים

1. יעילות כלכלית: מטילי 8 אינץ' מפחיתים את בזבוז החומרים ב-30% בהשוואה לחלופות ב-4 אינץ', ומורידים את העלויות ליחידה ב-18%.

2. מדדי ביצועים:

רוחב פס של מסנן SAW: >1.28 GHz (לעומת 0.8 GHz עבור LiTaO3), קריטי עבור פסי גלים mmWave של 5G.

מחזורי חום: שורד מחזורי חום של -200-500°C עם עיוות של <0.05%, מאומת בבדיקות LiDAR לרכב.

1. קיימות: שיטות עיבוד ניתנות למחזור מפחיתות את צריכת המים ב-40% ואת צריכת האנרגיה ב-25%.

מַסְקָנָה

מטיל LiNbO3 נותר החומר המועדף עבור אופטואלקטרוניקה מהדור הבא, ומשלב ביצועים אלקטרו-אופטיים שאין שני להם עם אמינות ברמה תעשייתית. ממחשוב קוונטי ועד תקשורת 6G, הרבגוניות והמדרגיות שלו מציבות אותו כגורם מפתח לטכנולוגיות עתידיות. שתפו איתנו פעולה כדי למנף פתרונות מתקדמים של סימום, הפחתת פגמים ואינטגרציה הטרוגנית המותאמים לצורכי היישום שלכם.