Mg-dotierte LiNbO₃-Ingots 45°Z-Schnitt 64°Y-Schnitt-Ausrichtungen für 5G/6G-Kommunikationssysteme

Mg-dotierte LiNbO₃-Barren, 45°Z-Schnitt, 64°Y-Schnitt, Orientierungen für 5G/6G-Kommunikationssysteme. Ausgewähltes Bild

Kurze Beschreibung:

LiNbO3-Ingots (Lithiumniobat-Kristall-Ingots) sind ein Grundmaterial in der fortschrittlichen Optoelektronik und Quantentechnologie und bekannt für ihre außergewöhnlichen elektrooptischen Koeffizienten (γ₃₃ = 30,9 pm/V), ihren breiten Transparenzbereich (400–5.200 nm) und ihre hohe Curietemperatur (1210 °C). Im Gegensatz zu herkömmlichen siliziumbasierten Materialien ermöglichen LiNbO3-Ingots die Hochfrequenz-Signalverarbeitung und die Herstellung von Wellenleitern mit großer Apertur, was sie für 5G/6G-Kommunikation, Quantenphotonik und industrielle Sensorik unverzichtbar macht. Jüngste Fortschritte bei der heterogenen Integration (z. B. Si-basierte Verbundwafer) und der Defektminderung (z. B. Mg-Dotierung) haben ihre Anwendbarkeit auf extreme Umgebungen, wie z. B. Hochtemperatursensoren (> 400 °C) und strahlungsgehärtete Luft- und Raumfahrtsysteme, weiter erweitert.

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Merkmale

Technische Parameter

Kristallstruktur	Sechseckig
Gitterkonstante	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Dichte	7,45 g / cm³
Curietemperatur	610 °C
Härte	5,5 - 6 Mohs
Wärmeausdehnungskoeffizient	aa = 1,61 x 10 -6 / k ac = 4,1 x 10 -6 / k
Spezifischer Widerstand	1015 Wm
Permittivität	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Farbe	Farblos
Durch eine Reihe von	0,4 ~ 5,0 um
Brechungsindex	nein = 2,176 ne = 2,180 bei 633 nm

Wichtige technische Merkmale

LiNbO3-Barren weisen eine Reihe hervorragender Eigenschaften auf:

1. Elektrooptische Leistung:

Hoher nichtlinearer Koeffizient: d₃₃= 34,4 pm/V, ermöglicht eine effiziente Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG) und optische parametrische Oszillation (OPO) für abstimmbare Infrarotquellen.

Breitbandübertragung: Minimale Absorption im sichtbaren Spektrum (α < 0,1 dB/cm bei 1550 nm), entscheidend für optische C-Band-Verstärker und Quantenfrequenzkonversion.

2. Mechanische und thermische Robustheit:

Geringe Wärmeausdehnung: CTE = 14,4×10⁻⁶/K (a-Achse), wodurch die Kompatibilität mit Siliziumsubstraten in hybriden photonischen Schaltkreisen gewährleistet wird.

Hohe piezoelektrische Reaktion: g₃₃ > 20 mV/m, ideal für Oberflächenwellenfilter (SAW) in 5G-mmWave-Systemen.

3. Fehlerkontrolle:

Mikrorohrdichte: <0,1 cm⁻² (8-Zoll-Barren), validiert durch Synchrotron-Röntgenbeugung.

Strahlungsbeständigkeit: Minimale Gitterverzerrung unter elektrischen Feldern von 100 kV/cm, bestätigt durch Tests in der Luft- und Raumfahrt.

Strategische Anwendungen

LiNbO3-Barren fördern Innovationen in hochmodernen Bereichen:

1. Quantenphotonik:

Einzelphotonenquellen: Durch Nutzung nichtlinearer Abwärtskonvertierung ermöglicht LiNbO3 die Erzeugung verschränkter Photonenpaare für Quantenschlüsselverteilungssysteme (QKD).

Quantenspeicher: Durch die Integration mit Er³⁺-dotierten Fasern wird eine Speichereffizienz von 30 % bei 1530 nm erreicht, was für Quantennetzwerke über große Entfernungen entscheidend ist.

2. Optoelektronische Systeme:

Hochgeschwindigkeitsmodulatoren: X-cut LiNbO3 erreicht eine Bandbreite von 40 GHz mit <1 dB Einfügungsverlust und übertrifft damit LiTaO3 in optischen 400G-Transceivern.

Laserfrequenzverdoppelung: Mg-dotiertes LiNbO3 (6 % Schwelle) reduziert photorefraktive Schäden und ermöglicht eine stabile Konvertierung von 1064 nm → 532 nm in LiDAR-Systemen.

3. Industrielle Sensorik:

Hochtemperatur-Drucksensoren: Arbeiten kontinuierlich bei 600 °C und nutzen die piezoelektrische Resonanz zur Überwachung von Öl-/Gaspipelines.

Stromtransformatoren: Fe/Mg-Co-Dotierung erhöht die Empfindlichkeit (0,1 % FS) in Smart-Grid-Anwendungen.

XKH Services & Solutions

Unsere LiNbO3-Ingot-Services sind auf Skalierbarkeit und Präzision ausgelegt:

1. Sonderanfertigungen:

Größenoptionen: 3–8-Zoll-Barren mit X/Y/Z-Schnitt und 42°Y-Schnittgeometrien, ±0,01° Winkeltoleranz.

Dotierungskontrolle: Fe/Mg-Kodotierung mittels Czochralski-Methode (Konzentrationsbereich 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) zur Optimierung des photorefraktiven Widerstands.

2. Erweiterte Verarbeitung:

Heterogene Integration: Si-LN-Verbundwafer (300–600 nm Dicke) mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 8,78 W/m·K für Hochfrequenz-SAW-Filter.

Wellenleiterherstellung: Protonenaustausch- (PE) und umgekehrte Protonenaustausch- (RPE) Techniken ergeben submikronische Wellenleiter (Δn >0,7) für 40 GHz elektrooptische Modulatoren.

3. Qualitätssicherung:

End-to-End-Tests: Raman-Spektroskopie (Polytyp-Verifizierung), XRD (Kristallinität) und AFM (Oberflächenmorphologie) gewährleisten die Konformität mit MIL-PRF-4520J und JEDEC-033.

Globale Logistik: Temperaturgesteuerter Versand (±0,5 °C) und 48-Stunden-Notlieferung im asiatisch-pazifischen Raum, in Europa und Nordamerika.

Wettbewerbsvorteile

1. Kosteneffizienz: 8-Zoll-Barren reduzieren den Materialabfall im Vergleich zu 4-Zoll-Alternativen um 30 % und senken die Stückkosten um 18 %.

2. Leistungskennzahlen:

SAW-Filterbandbreite: >1,28 GHz (gegenüber 0,8 GHz für LiTaO3), entscheidend für 5G-mmWave-Bänder.

Thermische Zyklen: Übersteht Zyklen von -200 bis 500 °C mit <0,05 % Verformung, bestätigt durch LiDAR-Tests in der Automobilindustrie.

1. Nachhaltigkeit: Recyclingfähige Verarbeitungsmethoden reduzieren den Wasserverbrauch um 40 % und den Energieverbrauch um 25 %.

Abschluss

LiNbO3-Ingots bleiben das Material der Wahl für die Optoelektronik der nächsten Generation und vereinen unübertroffene elektrooptische Leistung mit industrieller Zuverlässigkeit. Von Quantencomputing bis hin zur 6G-Kommunikation machen seine Vielseitigkeit und Skalierbarkeit ihn zu einem entscheidenden Wegbereiter für Zukunftstechnologien. Arbeiten Sie mit uns zusammen und profitieren Sie von modernsten Dotierungs-, Defektminderungs- und heterogenen Integrationslösungen, die auf Ihre Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.