Batangan LiNbO₃ yang Didoping Mg dengan Orientasi Potongan Z 45° dan Potongan Y 64° untuk Sistem Komunikasi 5G/6G

Deskripsi Singkat:

LiNbO3 Ingot (Lithium Niobate Crystal Ingot) adalah material dasar dalam optoelektronik canggih dan teknologi kuantum, yang terkenal karena koefisien elektro-optiknya yang luar biasa (γ₃₃= 30,9 pm/V), rentang transparansi yang luas (400–5.200 nm), dan suhu Curie yang tinggi (1210°C). Tidak seperti material berbasis silikon konvensional, ingot LiNbO3 memungkinkan pemrosesan sinyal frekuensi tinggi dan fabrikasi pandu gelombang dengan apertur besar, menjadikannya sangat diperlukan untuk komunikasi 5G/6G, fotonika kuantum, dan penginderaan industri. Kemajuan terbaru dalam integrasi heterogen (misalnya, wafer komposit berbasis Si) dan mitigasi cacat (misalnya, doping Mg) telah semakin memperluas penerapannya ke lingkungan ekstrem, seperti sensor suhu tinggi (>400°C) dan sistem kedirgantaraan tahan radiasi.

Kirim email kepada kami

Fitur

Parameter teknis

Struktur kristal	Heksagonal
Konstanta kisi	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 o C
Kepadatan	7,45 g/cm³
Suhu Curie	610°C
Kekerasan	5,5 - 6 Mohs
Koefisien ekspansi termal	aa = 1,61 x 10⁻⁶ / k ac = 4,1 x 10⁻⁶ / k
Resistivitas	1015 Wm
Permitivitas	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Warna	Tanpa warna
Melalui berbagai macam	0,4 ~ 5,0 µm
Indeks bias	tidak = 2,176 ne = 2,180 @ 633 nm

Karakteristik Teknis Utama

Batangan LiNbO3 menunjukkan serangkaian sifat unggul:

1. Kinerja Elektro-Optik:

Koefisien Nonlinier Tinggi: d₃₃= 34,4 pm/V, memungkinkan pembangkitan harmonik kedua (SHG) dan osilasi parametrik optik (OPO) yang efisien untuk sumber inframerah yang dapat disetel.

Transmisi Pita Lebar: Penyerapan minimal dalam spektrum tampak (α < 0,1 dB/cm pada 1550 nm), sangat penting untuk penguat optik pita C dan konversi frekuensi kuantum.

2. Ketahanan Mekanis & Termal:

Ekspansi Termal Rendah: CTE = 14,4×10⁻⁶/K (sumbu-a), memastikan kompatibilitas dengan substrat silikon dalam sirkuit fotonik hibrida.

Respons Piezoelektrik Tinggi: g₃₃> 20 mV/m, ideal untuk filter gelombang akustik permukaan (SAW) dalam sistem 5G mmWave.

3. Pengendalian Cacat:

Kepadatan Mikropipa: <0,1 cm⁻² (batangan 8 inci), divalidasi melalui difraksi sinar-X sinkrotron.

Ketahanan Radiasi: Distorsi kisi minimal di bawah medan listrik 100 kV/cm, divalidasi dalam pengujian standar kedirgantaraan.

Aplikasi Strategis

Batang LiNbO3 mendorong inovasi di berbagai bidang mutakhir:

1. Fotonika Kuantum:

Sumber Foton Tunggal: Dengan memanfaatkan konversi turun nonlinier, LiNbO3 memungkinkan pembangkitan pasangan foton terentangle untuk sistem distribusi kunci kuantum (QKD).

Memori Kuantum: Integrasi dengan serat yang didoping Er³⁺ mencapai efisiensi penyimpanan 30% pada 1530 nm, yang sangat penting untuk jaringan kuantum jarak jauh.

2. Sistem Optoelektronik:

Modulator Kecepatan Tinggi: LiNbO3 potongan X mencapai bandwidth 40 GHz dengan kerugian penyisipan <1 dB, mengungguli LiTaO3 dalam transceiver optik 400G.

Penggandaan Frekuensi Laser: LiNbO3 yang didoping Mg (ambang batas 6%) mengurangi kerusakan fotorefraktif, memungkinkan konversi 1064 nm → 532 nm yang stabil dalam sistem LiDAR.

3. Penginderaan Industri:

Sensor Tekanan Suhu Tinggi: Beroperasi terus menerus pada suhu 600°C, memanfaatkan resonansi piezoelektrik untuk pemantauan pipa minyak/gas.

Transformator Arus: Doping bersama Fe/Mg meningkatkan sensitivitas (0,1% FS) dalam aplikasi jaringan cerdas.

Layanan & Solusi XKH

Layanan LiNbO3 Ingot kami dirancang untuk skalabilitas dan presisi:

1. Fabrikasi Sesuai Pesanan:

Pilihan Ukuran: Batangan 3–8 inci dengan geometri potongan X/Y/Z dan potongan Y 42°, toleransi sudut ±0,01°.

Kontrol Doping: Ko-doping Fe/Mg melalui metode Czochralski (rentang konsentrasi 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) untuk mengoptimalkan resistansi fotorefraktif.

2. Pemrosesan Lanjutan:

Integrasi Heterogen: Wafer komposit Si-LN (ketebalan 300–600 nm) dengan konduktivitas termal hingga 8,78 W/m·K untuk filter SAW frekuensi tinggi.

Fabrikasi Pandu Gelombang: Teknik pertukaran proton (PE) dan pertukaran proton terbalik (RPE) menghasilkan pandu gelombang submikron (Δn >0,7) untuk modulator elektro-optik 40 GHz.

3. Jaminan Mutu:

Pengujian Menyeluruh: Spektroskopi Raman (verifikasi polipe), XRD (kristalinitas), dan AFM (morfologi permukaan) memastikan kepatuhan terhadap MIL-PRF-4520J dan JEDEC-033.

Logistik Global: Pengiriman dengan kontrol suhu (±0,5°C) dan pengiriman darurat 48 jam di seluruh Asia-Pasifik, Eropa, dan Amerika Utara.

Keunggulan Kompetitif

1. Efisiensi Biaya: Batangan logam berukuran 8 inci mengurangi limbah material sebesar 30% dibandingkan dengan alternatif berukuran 4 inci, sehingga menurunkan biaya per unit sebesar 18%.

2. Metrik Kinerja:

Lebar Pita Filter SAW: >1,28 GHz (vs. 0,8 GHz untuk LiTaO3), sangat penting untuk pita mmWave 5G.

Pengujian Siklus Termal: Bertahan pada siklus -200–500°C dengan distorsi <0,05%, divalidasi dalam pengujian LiDAR otomotif.

1. Keberlanjutan: Metode pengolahan yang dapat didaur ulang mengurangi konsumsi air sebesar 40% dan penggunaan energi sebesar 25%.

Kesimpulan

Batangan LiNbO3 tetap menjadi material pilihan untuk optoelektronik generasi berikutnya, menggabungkan kinerja elektro-optik yang tak tertandingi dengan keandalan tingkat industri. Dari komputasi kuantum hingga komunikasi 6G, keserbagunaan dan skalabilitasnya menempatkannya sebagai pendukung penting teknologi masa depan. Bermitra dengan kami untuk memanfaatkan solusi doping mutakhir, mitigasi cacat, dan integrasi heterogen yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi Anda.