পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট (এলএন) ফটোডেটর

পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট (এলএন) ফটোডেটর

লিথিয়াম নিওবেট (এলএন) এর একটি অনন্য স্ফটিক কাঠামো এবং সমৃদ্ধ শারীরিক প্রভাব রয়েছে যেমন ননলাইনার প্রভাব, বৈদ্যুতিন-অপটিক প্রভাব, পাইরোলেকট্রিক প্রভাব এবং পাইজোইলেকট্রিক প্রভাব। একই সময়ে, এর ওয়াইডব্যান্ড অপটিক্যাল ট্রান্সপারেন্সি উইন্ডো এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার সুবিধা রয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি নতুন প্রজন্মের সংহত ফোটোনিকগুলির জন্য এলএনকে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্ল্যাটফর্ম করে তোলে। অপটিকাল ডিভাইস এবং অপটোলেক্ট্রোনিক সিস্টেমে, এলএন এর বৈশিষ্ট্যগুলি সমৃদ্ধ ফাংশন এবং কার্যকারিতা সরবরাহ করতে পারে, অপটিক্যাল যোগাযোগ, অপটিক্যাল কম্পিউটিং এবং অপটিক্যাল সেন্সিং ক্ষেত্রগুলির বিকাশকে প্রচার করে। যাইহোক, লিথিয়াম নিওবেটের দুর্বল শোষণ এবং নিরোধক বৈশিষ্ট্যের কারণে, লিথিয়াম নিওবেটের সংহত প্রয়োগ এখনও কঠিন সনাক্তকরণের সমস্যার মুখোমুখি। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, এই ক্ষেত্রের প্রতিবেদনে মূলত ওয়েভগাইড ইন্টিগ্রেটেড ফটোডেটেক্টর এবং হিটারোজানশন ফটোডেটেক্টর অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
লিথিয়াম নিওবেটের উপর ভিত্তি করে ওয়েভগাইড ইন্টিগ্রেটেড ফটোডেটরটি সাধারণত অপটিক্যাল যোগাযোগ সি-ব্যান্ড (1525-1565nm) এর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়। ফাংশনের ক্ষেত্রে, এলএন মূলত গাইডেড তরঙ্গগুলির ভূমিকা পালন করে, যখন অপটোলেক্ট্রোনিক সনাক্তকরণ ফাংশনটি মূলত সিলিকন, তৃতীয় ভি গ্রুপের সংকীর্ণ ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর এবং দ্বি-মাত্রিক উপকরণগুলির মতো অর্ধপরিবাহীগুলির উপর নির্ভর করে। এই জাতীয় স্থাপত্যে, কম ক্ষতি সহ লিথিয়াম নিওবেট অপটিক্যাল ওয়েভগুইডগুলির মাধ্যমে আলো সংক্রমণ করা হয় এবং তারপরে ক্যারিয়ারের ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য এবং আউটপুটের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিতে রূপান্তরিত করার জন্য ফোটো ইলেক্ট্রিক প্রভাবগুলির (যেমন ফোটোকন্ডাকটিভিটি বা ফটোভোলটাইক প্রভাব) এর উপর ভিত্তি করে অন্যান্য অর্ধপরিবাহী উপকরণ দ্বারা শোষিত হয়। সুবিধাগুলি হ'ল উচ্চ অপারেটিং ব্যান্ডউইথ (~ গিগাহার্টজ), কম অপারেটিং ভোল্টেজ, ছোট আকার এবং ফোটোনিক চিপ ইন্টিগ্রেশনের সাথে সামঞ্জস্যতা। যাইহোক, লিথিয়াম নিওবেট এবং সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলির স্থানিক পৃথকীকরণের কারণে, যদিও তারা প্রত্যেকে তাদের নিজস্ব কার্য সম্পাদন করে, এলএন কেবল তরঙ্গকে গাইডিংয়ে ভূমিকা রাখে এবং অন্যান্য দুর্দান্ত বিদেশী বৈশিষ্ট্যগুলি ভালভাবে ব্যবহার করা যায় নি। সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি কেবল ফটোয়েলেকট্রিক রূপান্তরগুলিতে ভূমিকা রাখে এবং একে অপরের সাথে পরিপূরক সংযোগের অভাব রয়েছে, যার ফলে তুলনামূলকভাবে সীমাবদ্ধ অপারেটিং ব্যান্ড তৈরি হয়। নির্দিষ্ট বাস্তবায়নের ক্ষেত্রে, আলোর উত্স থেকে লিথিয়াম নিওবেট অপটিক্যাল ওয়েভগাইডে আলোর সংযোগের ফলে উল্লেখযোগ্য ক্ষতি এবং কঠোর প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা দেখা দেয়। তদতিরিক্ত, কাপলিং অঞ্চলে সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস চ্যানেলে আলোকিত আলোর প্রকৃত অপটিক্যাল শক্তি ক্রমাঙ্কন করা কঠিন, যা এর সনাক্তকরণের কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করে।
Traditional তিহ্যবাহীফটোডেটরইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত সাধারণত অর্ধপরিবাহী উপকরণগুলির উপর ভিত্তি করে। অতএব, লিথিয়াম নিওবেটের জন্য, এর কম হালকা শোষণের হার এবং অন্তরক বৈশিষ্ট্যগুলি নিঃসন্দেহে ফটোডেটর গবেষকদের দ্বারা পছন্দ করা হয়নি এবং এমনকি ক্ষেত্রের একটি কঠিন পয়েন্টও তৈরি করে না। তবে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে হিটারোজানশন প্রযুক্তির বিকাশ লিথিয়াম নিওবেট ভিত্তিক ফটোডেটেক্টরগুলির গবেষণার জন্য আশা নিয়ে এসেছে। শক্তিশালী আলো শোষণ বা দুর্দান্ত পরিবাহিতা সহ অন্যান্য উপকরণগুলি এর ত্রুটিগুলির জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য লিথিয়াম নিওবেটের সাথে ভিন্নধর্মীভাবে সংহত করা যেতে পারে। একই সময়ে, কাঠামোগত অ্যানিসোট্রপির কারণে লিথিয়াম নিওবেটের স্বতঃস্ফূর্ত মেরুকরণ প্ররোচিত পাইরোইলেক্ট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি হালকা বিকিরণের অধীনে উত্তাপে রূপান্তর করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, যার ফলে অপ্টলেক্ট্রনিক সনাক্তকরণের জন্য পাইরোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করা যায়। এই তাপীয় প্রভাবটি ওয়াইডব্যান্ড এবং স্ব ড্রাইভিংয়ের সুবিধা রয়েছে এবং অন্যান্য উপকরণগুলির সাথে ভালভাবে পরিপূরক এবং সংযুক্ত হতে পারে। তাপ এবং ফটোয়েলেকট্রিক প্রভাবগুলির সিঙ্ক্রোনাস ব্যবহার লিথিয়াম নিওবেট ভিত্তিক ফটোডেটেক্টরগুলির জন্য একটি নতুন যুগ খুলেছে, উভয় প্রভাবের সুবিধাগুলি একত্রিত করতে ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করে। এবং ত্রুটিগুলি তৈরি করতে এবং সুবিধার পরিপূরক সংহতকরণ অর্জনের জন্য, এটি সাম্প্রতিক বছরগুলিতে একটি গবেষণা হটস্পট। এছাড়াও, আয়ন ইমপ্লান্টেশন, ব্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং এবং ত্রুটি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ব্যবহার লিথিয়াম নিওবেট সনাক্তকরণের অসুবিধা সমাধানের জন্যও একটি ভাল পছন্দ। যাইহোক, লিথিয়াম নিওবেটের উচ্চ প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধার কারণে, এই ক্ষেত্রটি এখনও কম সংহতকরণ, অ্যারে ইমেজিং ডিভাইস এবং সিস্টেম এবং অপর্যাপ্ত পারফরম্যান্সের মতো দুর্দান্ত চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি, যার দুর্দান্ত গবেষণার মান এবং স্থান রয়েছে।

চিত্র 1, এলএন ব্যান্ডগ্যাপের মধ্যে ত্রুটিযুক্ত শক্তি রাজ্যগুলি ইলেক্ট্রন দাতা কেন্দ্র হিসাবে ব্যবহার করে, দৃশ্যমান আলো উত্তেজনার অধীনে পরিবাহিতা ব্যান্ডে ফ্রি চার্জ ক্যারিয়ার তৈরি করা হয়। পূর্ববর্তী পাইরোলেকট্রিক এলএন ফটোডেটেক্টরগুলির সাথে তুলনা করা, যা সাধারণত প্রায় 100Hz এর প্রতিক্রিয়া গতিতে সীমাবদ্ধ ছিল, এটিএলএন ফটোডেটর10kHz অবধি দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতি রয়েছে। এদিকে, এই কাজে, এটি প্রদর্শিত হয়েছিল যে ম্যাগনেসিয়াম আয়ন ডোপড এলএন 10kHz পর্যন্ত প্রতিক্রিয়া সহ বাহ্যিক আলো মড্যুলেশন অর্জন করতে পারে। এই কাজটি উচ্চ-পারফরম্যান্স এবং গবেষণা প্রচার করেউচ্চ-গতির এলএন ফটোডেটেক্টরসম্পূর্ণ কার্যকরী একক-চিপ ইন্টিগ্রেটেড এলএন ফোটোনিক চিপস নির্মাণে।
সংক্ষেপে, গবেষণা ক্ষেত্রপাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট ফটোডেটেক্টরগুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক তাত্পর্য এবং প্রচুর ব্যবহারিক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। ভবিষ্যতে, প্রযুক্তির বিকাশ এবং গবেষণার গভীরতর হওয়ার সাথে সাথে পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট (এলএন) ফটোডেটেক্টরগুলি উচ্চতর সংহতকরণের দিকে বিকাশ লাভ করবে। উচ্চ-কর্মক্ষমতা, দ্রুত প্রতিক্রিয়া এবং ওয়াইডব্যান্ড পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট ফোটোডেক্টরগুলি সমস্ত দিক থেকে অর্জনের জন্য বিভিন্ন ইন্টিগ্রেশন পদ্ধতির সংমিশ্রণ বাস্তবে পরিণত হবে, যা অন-চিপ ইন্টিগ্রেশন এবং বুদ্ধিমান সংবেদনের ক্ষেত্রগুলির বিকাশকে ব্যাপকভাবে প্রচার করবে এবং এর জন্য আরও সম্ভাবনা সরবরাহ করবে ফোটোনিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলির নতুন প্রজন্ম।