Mg-gedoteerde LiNbO₃-staven met 45° Z-snede en 64° Y-snede oriëntatie voor 5G/6G-communicatiesystemen

Korte beschrijving:

LiNbO3-staaf (lithiumniobaatkristalstaaf) is een hoeksteenmateriaal in geavanceerde opto-elektronica en kwantumtechnologie, bekend om zijn uitzonderlijke elektro-optische coëfficiënten (γ₃₃ = 30,9 pm/V), brede transparantiebereik (400–5200 nm) en hoge Curietemperatuur (1210 °C). In tegenstelling tot conventionele siliciummaterialen maken LiNbO3-staven hoogfrequente signaalverwerking en de productie van golfgeleiders met grote apertuur mogelijk, waardoor ze onmisbaar zijn voor 5G/6G-communicatie, kwantumfotonica en industriële detectie. Recente ontwikkelingen op het gebied van heterogene integratie (bijv. siliciumcomposietwafers) en defectbeperking (bijv. Mg-doping) hebben de toepasbaarheid ervan verder uitgebreid naar extreme omgevingen, zoals sensoren met hoge temperaturen (> 400 °C) en stralingsbestendige lucht- en ruimtevaartsystemen.

Stuur ons een e-mail

Functies

Technische parameters

Kristalstructuur	Zeshoekig
Roosterconstante	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Dikte	7,45 g/cm3
Curietemperatuur	610 °C
Hardheid	5,5 - 6 Mohs
Thermische uitzettingscoëfficiënt	aa = 1,61 x 10 -6 / k ac = 4,1 x 10 -6 / k
Weerstand	1015 Wm
Permittiviteit	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Kleur	Kleurloos
Via een reeks van	0,4 ~ 5,0 μm
Brekingsindex	nee = 2,176 ne = 2,180 bij 633 nm

Belangrijkste technische kenmerken

LiNbO3-staaf vertoont een reeks superieure eigenschappen:

1. Elektro-optische prestaties:

Hoge niet-lineaire coëfficiënt: d₃₃ = 34,4 pm/V, waardoor efficiënte tweede harmonische generatie (SHG) en optische parametrische oscillatie (OPO) mogelijk zijn voor instelbare infraroodbronnen.

Breedbandtransmissie: minimale absorptie in het zichtbare spectrum (α < 0,1 dB/cm bij 1550 nm), cruciaal voor optische C-bandversterkers en kwantumfrequentieconversie.

2. Mechanische en thermische robuustheid:

Lage thermische uitzetting: CTE = 14,4 × 10⁻⁶ / K (a-as), waardoor compatibiliteit met silicium substraten in hybride fotonische circuits wordt gegarandeerd.

Hoge piëzo-elektrische respons: g₃₃> 20 mV/m, ideaal voor oppervlakte-akoestische golf (SAW) filters in 5G mmWave-systemen.

3. Defectcontrole:

Micropipe-dichtheid: <0,1 cm⁻² (8-inch staven), gevalideerd via synchrotron-röntgendiffractie.

Stralingsbestendigheid: minimale roostervervorming bij elektrische velden van 100 kV/cm, gevalideerd in testen van ruimtevaartkwaliteit.

Strategische toepassingen

LiNbO3 Ingot stimuleert innovatie in geavanceerde domeinen:

1. Quantumfotonica:

Enkelvoudige fotonbronnen: LiNbO3 maakt gebruik van niet-lineaire downconversie en maakt de generatie van verstrengelde fotonparen mogelijk voor quantum key distribution (QKD)-systemen.

Quantumgeheugen: integratie met Er³⁺-gedoteerde vezels bereikt een opslagefficiëntie van 30% bij 1530 nm, cruciaal voor quantumnetwerken over lange afstanden.

2. Opto-elektronische systemen:

Hogesnelheidsmodulatoren: X-cut LiNbO3 bereikt een bandbreedte van 40 GHz met <1 dB invoegingsverlies en presteert daarmee beter dan LiTaO3 in 400G optische transceivers.

Laserfrequentieverdubbeling: Mg-gedopeerd LiNbO3 (6% drempel) vermindert fotorefractieve schade, waardoor een stabiele conversie van 1064 nm → 532 nm in LiDAR-systemen mogelijk is.

3. Industriële detectie:

Hogetemperatuur-druksensoren: werken continu bij 600 °C en maken gebruik van piëzo-elektrische resonantie voor het bewaken van olie-/gasleidingen.

Stroomtransformatoren: Fe/Mg-codoping verhoogt de gevoeligheid (0,1% FS) in slimme netwerktoepassingen.

XKH Services & Oplossingen

Onze LiNbO3-ingotservices zijn ontworpen voor schaalbaarheid en precisie:

1. Maatwerk:

Maatopties: 3–8-inch ingots met X/Y/Z-snede en 42° Y-snede geometrieën, ±0,01° hoektolerantie.

Dopingcontrole: Fe/Mg co-doping via Czochralski-methode (concentratiebereik 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) om de fotorefractieve resistentie te optimaliseren.

2. Geavanceerde verwerking:

Heterogene integratie: Si-LN composietwafers (300–600 nm dikte) met thermische geleidbaarheid tot 8,78 W/m·K voor hoogfrequente SAW-filters.

Fabricage van golfgeleiders: Protonuitwisselings- (PE) en omgekeerde protonuitwisselings- (RPE) technieken leveren submicron golfgeleiders (Δn >0,7) op voor 40 GHz elektro-optische modulatoren.

3. Kwaliteitsborging:

End-to-end-testen: Ramanspectroscopie (polytypeverificatie), XRD (kristalliniteit) en AFM (oppervlaktemorfologie) zorgen voor naleving van MIL-PRF-4520J en JEDEC-033.

Wereldwijde logistiek: temperatuurgecontroleerde verzending (±0,5°C) en spoedlevering binnen 48 uur in Azië-Pacific, Europa en Noord-Amerika.

Concurrentievoordelen

1. Kostenefficiëntie: 8-inch ingots verminderen het materiaalverspilling met 30% vergeleken met 4-inch alternatieven, waardoor de kosten per eenheid met 18% dalen.

2. Prestatiegegevens:

Bandbreedte SAW-filter: >1,28 GHz (versus 0,8 GHz voor LiTaO3), cruciaal voor 5G mmWave-banden.

Thermische cycli: overleeft cycli van -200–500°C met <0,05% kromtrekken, gevalideerd in LiDAR-tests voor auto's.

1. Duurzaamheid: Recyclebare verwerkingsmethoden verminderen het waterverbruik met 40% en het energieverbruik met 25%.

Conclusie

LiNbO3-staaf blijft het materiaal bij uitstek voor de volgende generatie opto-elektronica en combineert ongeëvenaarde elektro-optische prestaties met industriële betrouwbaarheid. Van quantumcomputing tot 6G-communicatie, dankzij de veelzijdigheid en schaalbaarheid is het een cruciale katalysator voor toekomstige technologieën. Werk met ons samen om geavanceerde oplossingen voor doping, defectbeperking en heterogene integratie te benutten, afgestemd op uw applicatiebehoeften.