سبائك LiNbO₃ المشبعة بالمغنيسيوم، اتجاهات القطع بزاوية 45 درجة على شكل حرف Z و64 درجة على شكل حرف Y لأنظمة الاتصالات 5G/6G

سبائك LiNbO₃ المشبعة بالمغنيسيوم، اتجاهات القطع Z-Cut 45° و Y-Cut 64° لأنظمة الاتصالات 5G/6G، صورة مميزة

وصف مختصر:

سبيكة LiNbO3 (سبائك بلورات نيوبات الليثيوم) مادة أساسية في الإلكترونيات الضوئية المتقدمة وتقنيات الكم، وتشتهر بمعاملاتها الكهروضوئية الاستثنائية (γ₃₃ = 30.9 بيكومتر/فولت)، ونطاق شفافيتها الواسع (400-5200 نانومتر)، ودرجة حرارتها العالية (1210 درجة مئوية). بخلاف المواد التقليدية القائمة على السيليكون، تُمكّن سبائك LiNbO3 من معالجة الإشارات عالية التردد وتصنيع أدلة الموجات واسعة الفتحة، مما يجعلها لا غنى عنها في اتصالات الجيل الخامس والسادس، والفوتونيات الكمومية، والاستشعار الصناعي. وقد ساهمت التطورات الحديثة في التكامل غير المتجانس (مثل رقائق السيليكون المركبة) وتخفيف العيوب (مثل التطعيم بالمغنيسيوم) في توسيع نطاق تطبيقها في البيئات القاسية، مثل أجهزة الاستشعار عالية الحرارة (>400 درجة مئوية) وأنظمة الطيران الفضائي المُعززة بالإشعاع.

أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا

سمات

المعايير الفنية

البنية البلورية	سداسي
ثابت الشبكة	أ = 5.154 Å ج = 13.783 Å
Mp	1650 درجة مئوية
كثافة	7.45 جم / سم3
درجة حرارة كوري	610 درجة مئوية
صلابة	5.5 - 6 موس
معامل التمدد الحراري	aa = 1.61 × 10 -6 / k ac = 4.1 × 10 -6 / k
المقاومة	1015 واط
السماحية	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
لون	عديم اللون
من خلال مجموعة من	0.4 ~ 5.0 ميكرومتر
معامل الانكسار	لا = 2.176 ني = 2.180 @ 633 نانومتر

الخصائص التقنية الرئيسية

يتمتع سبيكة LiNbO3 بمجموعة من الخصائص المتفوقة:

1. الأداء الكهروضوئي:

معامل غير خطي مرتفع: d₃₃= 34.4 pm/V، مما يتيح توليد التوافقيات الثانية (SHG) بكفاءة والتذبذب البصري البارامتري (OPO) لمصادر الأشعة تحت الحمراء القابلة للضبط.

نقل النطاق العريض: امتصاص ضئيل في الطيف المرئي (α < 0.1 ديسيبل/سم عند 1550 نانومتر)، وهو أمر بالغ الأهمية لمكبرات الصوت البصرية في النطاق C وتحويل التردد الكمي.

2. المتانة الميكانيكية والحرارية:

التمدد الحراري المنخفض: CTE = 14.4×10⁻⁶/K (المحور أ)، مما يضمن التوافق مع ركائز السيليكون في الدوائر الفوتونية الهجينة.

استجابة كهربائية ضغطية عالية: g₃₃> 20 mV/m، مثالية لمرشحات الموجة الصوتية السطحية (SAW) في أنظمة 5G mmWave.

3. السيطرة على العيوب:

كثافة الأنابيب الدقيقة: <0.1 سم² (سبائك مقاس 8 بوصات)، تم التحقق من صحتها من خلال حيود الأشعة السينية السنكروترونية.

مقاومة الإشعاع: أدنى تشوه للشبكة تحت مجالات كهربائية تبلغ 100 كيلو فولت/سم، تم التحقق من صحتها في اختبارات الدرجة الفضائية.

التطبيقات الاستراتيجية

تساهم سبيكة LiNbO3 في دفع عجلة الابتكار عبر المجالات المتطورة:

1. الفوتونيات الكمومية:

مصادر الفوتون الفردي: من خلال الاستفادة من التحويل التنازلي غير الخطي، يتيح LiNbO3 توليد أزواج الفوتون المتشابكة لأنظمة توزيع المفتاح الكمومي (QKD).

الذاكرة الكمومية: التكامل مع الألياف المشبعة بـ Er³⁺ يحقق كفاءة تخزين بنسبة 30% عند 1530 نانومتر، وهو أمر بالغ الأهمية للشبكات الكمومية طويلة المدى.

2. الأنظمة البصرية الإلكترونية:

المعدلات عالية السرعة: يحقق X-cut LiNbO3 نطاق ترددي يبلغ 40 جيجاهرتز مع خسارة إدراج <1 ديسيبل، متفوقًا على LiTaO3 في أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400 جيجاهرتز.

مضاعفة تردد الليزر: يقلل LiNbO3 الممزوج بالمغنيسيوم (عتبة 6%) من الضرر الانكساري الضوئي، مما يتيح تحويلًا مستقرًا من 1064 نانومتر إلى 532 نانومتر في أنظمة LiDAR.

3. الاستشعار الصناعي:

أجهزة استشعار الضغط ذات درجة الحرارة العالية: تعمل بشكل مستمر عند 600 درجة مئوية، وتستفيد من الرنين الكهرضغطي لمراقبة خطوط أنابيب النفط / الغاز.

محولات التيار: تعمل إضافة Fe/Mg معًا على تعزيز الحساسية (0.1% FS) في تطبيقات الشبكة الذكية.

خدمات وحلول XKH

تم تصميم خدمات سبائك LiNbO3 الخاصة بنا لتحقيق قابلية التوسع والدقة:

1. التصنيع المخصص:

خيارات الحجم: سبائك مقاس 3–8 بوصة مع قطع X/Y/Z وقطع Y بزاوية 42°، وتفاوت زاوية ±0.01°.

التحكم في المنشطات: المنشطات المشتركة Fe/Mg عبر طريقة Czochralski (نطاق التركيز 10¹⁶–10¹⁹ سم⁻³) لتحسين مقاومة الانكسار الضوئي.

2. المعالجة المتقدمة:

التكامل غير المتجانس: رقائق مركبة من Si-LN (سمك 300-600 نانومتر) ذات توصيل حراري يصل إلى 8.78 واط/متر·كلفن لمرشحات SAW عالية التردد.

تصنيع الموجات الموجية: تنتج تقنيات تبادل البروتون (PE) وتبادل البروتون العكسي (RPE) موجات موجهة دون الميكرون (Δn >0.7) لمعدِّلات كهروضوئية بتردد 40 جيجاهرتز.

3. ضمان الجودة:

الاختبار الشامل: يضمن التحليل الطيفي رامان (التحقق من النمط المتعدد)، وXRD (البلورية)، وAFM (مورفولوجيا السطح) الامتثال لمعايير MIL-PRF-4520J وJEDEC-033.

الخدمات اللوجستية العالمية: شحن يتم التحكم في درجة حرارته (±0.5 درجة مئوية) وتسليم الطوارئ خلال 48 ساعة في جميع أنحاء منطقة آسيا والمحيط الهادئ وأوروبا وأمريكا الشمالية.

المزايا التنافسية

1. كفاءة التكلفة: تعمل السبائك مقاس 8 بوصات على تقليل هدر المواد بنسبة 30% مقارنة بالبدائل مقاس 4 بوصات، مما يؤدي إلى خفض تكاليف الوحدة بنسبة 18%.

2. مقاييس الأداء:

نطاق تردد مرشح SAW: >1.28 جيجاهرتز (مقابل 0.8 جيجاهرتز لـ LiTaO3)، وهو أمر بالغ الأهمية لنطاقات mmWave 5G.

الدورة الحرارية: تتحمل دورات تتراوح بين -200 و500 درجة مئوية مع تشوه أقل من 0.05%، وتم التحقق من صحتها في اختبارات LiDAR للسيارات.

1. الاستدامة: تعمل طرق المعالجة القابلة لإعادة التدوير على تقليل استهلاك المياه بنسبة 40% واستخدام الطاقة بنسبة 25%.

خاتمة

لا تزال سبيكة LiNbO3 المادة المُفضّلة للجيل القادم من الإلكترونيات الضوئية، إذ تجمع بين الأداء الكهروضوئي المتميز والموثوقية الصناعية. من الحوسبة الكمومية إلى اتصالات الجيل السادس، تُعدّ تعدد استخداماتها وقابليتها للتوسع عنصرًا أساسيًا في تمكين تقنيات المستقبل. تعاون معنا للاستفادة من أحدث حلول التنشيط، والتخفيف من العيوب، والتكامل المتنوع، المُصمّمة خصيصًا لتلبية احتياجات تطبيقاتك.