ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ (LN) ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର

ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ (LN) ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର

ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ (LN) ର ଏକ ଅନନ୍ୟ ସ୍ଫଟିକ ଗଠନ ଏବଂ ସମୃଦ୍ଧ ଭୌତିକ ପ୍ରଭାବ ଅଛି, ଯେପରିକି ନନଲାଇନ୍ ଇଫେକ୍ଟ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋ-ଅପ୍ଟିକ୍ ଇଫେକ୍ଟ, ପାଇରୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଇଫେକ୍ଟ ଏବଂ ପାଇଜୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଇଫେକ୍ଟ। ସେହି ସମୟରେ, ଏଥିରେ ୱାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଟ୍ରାନ୍ସପରେନ୍ସି ୱିଣ୍ଡୋ ଏବଂ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ସ୍ଥିରତାର ସୁବିଧା ଅଛି। ଏହି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ LN କୁ ନୂତନ ପିଢ଼ିର ସମନ୍ୱିତ ଫଟୋନିକ୍ସ ପାଇଁ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ କରିଥାଏ। ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସିଷ୍ଟମରେ, LN ର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ସମନ୍ୱିତ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦାନ କରିପାରେ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂ ଏବଂ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସେନ୍ସିଂ କ୍ଷେତ୍ରର ବିକାଶକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିଥାଏ। ତଥାପି, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟର ଦୁର୍ବଳ ଅବଶୋଷଣ ଏବଂ ଇନସୁଲେସନ୍ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟର ସମନ୍ୱିତ ପ୍ରୟୋଗ ଏବେ ବି କଷ୍ଟକର ଚିହ୍ନଟ ସମସ୍ୟାର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେଉଛି। ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ, ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ ରିପୋର୍ଟଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ ୱେଭଗାଇଡ୍ ସମନ୍ୱିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଏବଂ ହେଟେରୋଜଙ୍କସନ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।
ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ ସମନ୍ୱିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ସାଧାରଣତଃ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ C-ବ୍ୟାଣ୍ଡ (1525-1565nm) ଉପରେ କେନ୍ଦ୍ରିତ ହୋଇଥାଏ। କାର୍ଯ୍ୟ ଦୃଷ୍ଟିରୁ, LN ମୁଖ୍ୟତଃ ନିର୍ଦ୍ଦେଶିତ ତରଙ୍ଗର ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ, ଯେତେବେଳେ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଚିହ୍ନଟ କାର୍ଯ୍ୟ ମୁଖ୍ୟତଃ ସିଲିକନ୍, III-V ଗ୍ରୁପ୍ ନର୍କ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଏବଂ ଦୁଇ-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଭଳି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ତରଙ୍ଗର ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ଏପରି ଏକ ସ୍ଥାପତ୍ୟରେ, କମ୍ କ୍ଷତି ସହିତ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ତରଙ୍ଗର ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ପ୍ରଭାବ (ଯେପରିକି ଫଟୋକଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି କିମ୍ବା ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ ପ୍ରଭାବ) ଉପରେ ଆଧାରିତ ଅନ୍ୟ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ ଦ୍ୱାରା ଅବଶୋଷିତ ହୁଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ବାହକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ହୁଏ ଏବଂ ଏହାକୁ ଆଉଟପୁଟ୍ ପାଇଁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସଙ୍କେତରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୁଏ। ସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି ଉଚ୍ଚ ଅପରେଟିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ (~GHz), କମ୍ ଅପରେଟିଂ ଭୋଲଟେଜ୍, ଛୋଟ ଆକାର ଏବଂ ଫଟୋନିକ୍ ଚିପ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତତା। ତଥାପି, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଏବଂ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀର ସ୍ଥାନିକ ପୃଥକୀକରଣ ଯୋଗୁଁ, ଯଦିଓ ସେମାନେ ପ୍ରତ୍ୟେକେ ନିଜ ନିଜ କାର୍ଯ୍ୟ କରନ୍ତି, LN କେବଳ ମାର୍ଗଦର୍ଶୀ ତରଙ୍ଗରେ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବିଦେଶୀ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇ ନାହିଁ। ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ କେବଳ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ରୂପାନ୍ତରରେ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ ଏବଂ ପରସ୍ପର ସହିତ ପରିପୂରକ ସଂଯୋଗର ଅଭାବ ରହେ, ଯାହା ଫଳରେ ଏକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ସୀମିତ ଅପରେଟିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ଆଲୋକ ଉତ୍ସରୁ ଲିଥିୟମ ନିଓବେଟ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ୱେଭଗାଇଡ୍ ସହିତ ଆଲୋକର ସଂଯୋଗକରଣ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କ୍ଷତି ଏବଂ କଠୋର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆବଶ୍ୟକତା ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହା ସହିତ, ସଂଯୋଗ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଡିଭାଇସ୍ ଚ୍ୟାନେଲରେ ବିକିରଣ ହୋଇଥିବା ଆଲୋକର ପ୍ରକୃତ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଶକ୍ତିକୁ କାଲିବ୍ରେଟ୍ କରିବା କଷ୍ଟକର, ଯାହା ଏହାର ଚିହ୍ନଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ସୀମିତ କରେ।
ପାରମ୍ପରିକଫୋଟୋଡେଟେକ୍ଟର୍ |ଇମେଜିଂ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ସାଧାରଣତଃ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ସାମଗ୍ରୀ ଉପରେ ଆଧାରିତ। ତେଣୁ, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ପାଇଁ, ଏହାର କମ୍ ଆଲୋକ ଅବଶୋଷଣ ହାର ଏବଂ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ନିସନ୍ଦେହରେ ଏହାକୁ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଗବେଷକଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ପସନ୍ଦ କରାଯାଏ ନାହିଁ, ଏବଂ ଏହା କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ କଷ୍ଟକର ବିନ୍ଦୁ ମଧ୍ୟ। ତଥାପି, ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ ହେଟେରୋଜଙ୍କସନ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବିକାଶ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଆଧାରିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଗବେଷଣା ପାଇଁ ଆଶା ଆଣିଛି। ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆଲୋକ ଅବଶୋଷଣ କିମ୍ବା ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବାହକତା ସହିତ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକୁ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ସହିତ ବିଷମ ଭାବରେ ସଂଯୋଜିତ କରାଯାଇପାରିବ ଯାହା ଏହାର ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକୁ ପୂରଣ କରିପାରିବ। ସେହି ସମୟରେ, ଏହାର ଗଠନାତ୍ମକ ଆନିସୋଟ୍ରୋପି ଯୋଗୁଁ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟର ସ୍ୱତଃସ୍ଫୂର୍ତ୍ତ ଧ୍ରୁବୀକରଣ ପ୍ରେରିତ ପାଇରୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଆଲୋକ ବିକିରଣ ଅଧୀନରେ ତାପରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ପାଇଁ ପାଇରୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହି ତାପଜ ପ୍ରଭାବରେ ୱାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏବଂ ସ୍ୱୟଂ ଚାଳନର ସୁବିଧା ଅଛି, ଏବଂ ଏହାକୁ ଅନ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ ଭଲ ଭାବରେ ପରିପୂରକ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜ କରାଯାଇପାରିବ। ତାପଜ ଏବଂ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ପ୍ରଭାବର ସମକାଳୀନ ବ୍ୟବହାର ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଆଧାରିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ପାଇଁ ଏକ ନୂତନ ଯୁଗ ଖୋଲିଛି, ଯାହା ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକୁ ଉଭୟ ପ୍ରଭାବର ସୁବିଧାକୁ ମିଶ୍ରଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଏବଂ ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକୁ ପୂରଣ କରିବା ଏବଂ ସୁବିଧାର ପରିପୂରକ ଏକୀକରଣ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ, ଏହା ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ ଏକ ଗବେଷଣା ହଟସ୍ପଟ୍। ଏହା ସହିତ, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଚିହ୍ନଟ କରିବାର କଷ୍ଟକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ଆୟନ୍ ଇମ୍ପ୍ଲାଣ୍ଟେସନ୍, ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ଏବଂ ଡିଫ୍କ୍ଟ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂର ବ୍ୟବହାର ମଧ୍ୟ ଏକ ଭଲ ପସନ୍ଦ। ତଥାପି, ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟର ଉଚ୍ଚ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ କଷ୍ଟକରତା ଯୋଗୁଁ, ଏହି କ୍ଷେତ୍ର ଏବେ ବି କମ୍ ସମନ୍ୱୟ, ଆରେ ଇମେଜିଂ ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ସିଷ୍ଟମ୍ ଏବଂ ଅପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଭଳି ବଡ଼ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେଉଛି, ଯାହାର ମହାନ ଗବେଷଣା ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ସ୍ଥାନ ଅଛି।

ଚିତ୍ର 1, LN ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ଶକ୍ତି ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଦାତା କେନ୍ଦ୍ର ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରି, ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ ଉତ୍ତେଜନା ଅଧୀନରେ ପରିବାହନ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ମୁକ୍ତ ଚାର୍ଜ ବାହକଗୁଡ଼ିକ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ପୂର୍ବ ପାଇରୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ LN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ତୁଳନାରେ, ଯାହା ସାଧାରଣତଃ ପ୍ରାୟ 100Hz ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଗତିରେ ସୀମିତ ଥିଲା, ଏହାLN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଏହାର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଗତି 10kHz ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଦ୍ରୁତ। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, ଏହା ପ୍ରଦର୍ଶିତ ହୋଇଥିଲା ଯେ ମ୍ୟାଗ୍ନେସିୟମ୍ ଆୟନ୍ ଡୋପ୍ଡ୍ LN 10kHz ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସହିତ ବାହ୍ୟ ଆଲୋକ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ହାସଲ କରିପାରିବ। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଉପରେ ଗବେଷଣାକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ।ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ LN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସିଙ୍ଗଲ୍-ଚିପ୍ ସମନ୍ୱିତ LN ଫଟୋନିକ୍ ଚିପ୍ସ ନିର୍ମାଣରେ।
ସଂକ୍ଷେପରେ, ଗବେଷଣା କ୍ଷେତ୍ରପତଳା ଫିଲ୍ମ ଲିଥିୟମ୍ ନିଓବେଟ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଏହାର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଗୁରୁତ୍ୱ ଏବଂ ପ୍ରଚୁର ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗ ସମ୍ଭାବନା ଅଛି। ଭବିଷ୍ୟତରେ, ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ବିକାଶ ଏବଂ ଗବେଷଣାର ଗଭୀରତା ସହିତ, ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଲିଥିୟମ ନିଓବେଟ (LN) ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ ସମନ୍ୱୟ ଆଡ଼କୁ ବିକଶିତ ହେବ। ସମସ୍ତ ଦିଗରେ ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ଦ୍ରୁତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ୱାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଲିଥିୟମ ନିଓବେଟ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ ସମନ୍ୱୟ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରିବା ଏକ ବାସ୍ତବତାରେ ପରିଣତ ହେବ, ଯାହା ଅନ୍-ଚିପ୍ ସମନ୍ୱୟ ଏବଂ ବୁଦ୍ଧିମାନ ସେନ୍ସିଂ କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକର ବିକାଶକୁ ବହୁଳ ଭାବରେ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବ, ଏବଂ ନୂତନ ପିଢ଼ିର ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଅଧିକ ସମ୍ଭାବନା ପ୍ରଦାନ କରିବ।