ลิเธียมไนโอเบต หรือที่รู้จักกันในชื่อซิลิคอนออปติคัล มีคำกล่าวที่ว่า “ลิเธียมไนโอเบตมีความสำคัญต่อการสื่อสารด้วยแสง เช่นเดียวกับซิลิคอนที่มีความสำคัญต่อสารกึ่งตัวนำ” ความสำคัญของซิลิคอนต่อการปฏิวัติอิเล็กทรอนิกส์คืออะไร? แล้วอะไรที่ทำให้อุตสาหกรรมมีความหวังเกี่ยวกับวัสดุลิเธียมไนโอเบต?
ลิเธียมไนโอเบต (LiNbO3) เป็นที่รู้จักในวงการว่า “ซิลิคอนออปติคัล” นอกจากคุณสมบัติตามธรรมชาติ เช่น ความเสถียรทางกายภาพและทางเคมีที่ดี ช่องแสงโปร่งใสกว้าง (0.4-5 เมตร) และค่าสัมประสิทธิ์อิเล็กโทรออปติคัลสูง (33 = 27 pm/V) แล้ว ลิเธียมไนโอเบตยังเป็นผลึกชนิดหนึ่งที่มีแหล่งวัตถุดิบมากมายและราคาถูก ลิเธียมไนโอเบตถูกใช้อย่างแพร่หลายในฟิลเตอร์ประสิทธิภาพสูง อุปกรณ์อิเล็กโทรออปติคัล อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโฮโลแกรม จอแสดงผลโฮโลแกรม 3 มิติ อุปกรณ์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้น การสื่อสารควอนตัมออปติคัล และอื่นๆ ในด้านการสื่อสารด้วยแสง ลิเธียมไนโอเบตมีบทบาทหลักในการปรับแสง และได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์หลักในเครื่องปรับแสงอิเล็กโทรออปติคัลความเร็วสูงในปัจจุบันตัวปรับ Eo) ตลาด.
ในปัจจุบันมีเทคโนโลยีหลักสามประการสำหรับการปรับแสงในอุตสาหกรรม ได้แก่ ตัวปรับแสงไฟฟ้า (Eo Modulator) ที่ใช้แสงซิลิกอน อินเดียมฟอสไฟด์ และลิเธียมไนโอเบตแพลตฟอร์มวัสดุ ตัวปรับสัญญาณแสงซิลิคอนส่วนใหญ่ใช้ในโมดูลรับส่งสัญญาณการสื่อสารข้อมูลระยะสั้น ตัวปรับสัญญาณอินเดียมฟอสไฟด์ส่วนใหญ่ใช้ในโมดูลรับส่งสัญญาณเครือข่ายการสื่อสารด้วยแสงระยะกลางและระยะไกล และตัวปรับสัญญาณแสงไฟฟ้าลิเธียมไนโอเบต (Eo Modulator) ส่วนใหญ่ใช้ในเครือข่ายหลักระยะไกลแบบเชื่อมต่อกันและศูนย์ข้อมูลความเร็วสูงพิเศษ 100/200 Gbps คลื่นเดียว ในบรรดาแพลตฟอร์มวัสดุตัวปรับสัญญาณความเร็วสูงพิเศษทั้งสามรายการข้างต้น ตัวปรับสัญญาณลิเธียมไนโอเบตแบบฟิล์มบางที่เพิ่งเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีข้อได้เปรียบด้านแบนด์วิดท์ที่วัสดุอื่นไม่สามารถเทียบได้
ลิเธียมไนโอเบตเป็นสารอนินทรีย์ชนิดหนึ่ง มีสูตรเคมีลิเทียมออกไซด์เป็นผลึกลบ ผลึกเฟอร์โรอิเล็กทริก ผลึกลิเธียมไนโอเบตโพลาไรซ์ที่มีคุณสมบัติเป็นเพียโซอิเล็กทริก เฟอร์โรอิเล็กทริก โฟโตอิเล็กทริก ออปติกแบบไม่เชิงเส้น เทอร์โมอิเล็กทริก และอื่นๆ ผลึกลิเธียมไนโอเบตเป็นหนึ่งในวัสดุอนินทรีย์ชนิดใหม่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เป็นวัสดุแลกเปลี่ยนพลังงานเพียโซอิเล็กทริกที่ดี วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก วัสดุอิเล็กโทรออปติก ลิเธียมไนโอเบตในฐานะวัสดุอิเล็กโทรออปติกในการสื่อสารด้วยแสงมีบทบาทในการปรับแสง
วัสดุลิเธียมไนโอเบต หรือที่รู้จักกันในชื่อ “ซิลิคอนออปติคัล” ใช้กระบวนการไมโคร-นาโนล่าสุดในการอบชั้นซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) บนซับสเตรตซิลิคอน เชื่อมซับสเตรตลิเธียมไนโอเบตที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างพื้นผิวที่แตกออก และสุดท้ายลอกฟิล์มลิเธียมไนโอเบตออก ตัวปรับสัญญาณลิเธียมไนโอเบตแบบฟิล์มบางที่เตรียมไว้นี้มีข้อดีคือประสิทธิภาพสูง ต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก ผลิตจำนวนมาก และรองรับเทคโนโลยี CMOS จึงเป็นโซลูชันที่มีศักยภาพในการแข่งขันสำหรับการเชื่อมต่อออปติคัลความเร็วสูงในอนาคต
หากศูนย์กลางของการปฏิวัติอิเล็กทรอนิกส์ตั้งชื่อตามวัสดุซิลิคอนที่ทำให้การปฏิวัติโฟโตนิกส์เกิดขึ้นได้ การปฏิวัติโฟโตนิกส์อาจสืบย้อนไปถึงวัสดุลิเธียมไนโอเบต หรือที่รู้จักกันในชื่อ “ซิลิคอนเชิงแสง” ลิเธียมไนโอเบตเป็นวัสดุโปร่งใสไม่มีสี ซึ่งรวมเอาปรากฏการณ์การหักเหแสง ปรากฏการณ์แบบไม่เชิงเส้น ปรากฏการณ์อิเล็กโทรออปติก ปรากฏการณ์อะคูสติกออปติก ปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริก และปรากฏการณ์ทางความร้อน คุณสมบัติหลายประการของลิเธียมไนโอเบตสามารถควบคุมได้โดยองค์ประกอบของผลึก การเจือองค์ประกอบ การควบคุมสถานะวาเลนซ์ และปัจจัยอื่นๆ ลิเธียมไนโอเบตถูกใช้อย่างกว้างขวางในการเตรียมท่อนำคลื่นแสง สวิตช์ออปติก ตัวปรับสัญญาณเพียโซอิเล็กทริกตัวปรับแสงไฟฟ้าเครื่องกำเนิดฮาร์มอนิกที่สอง ตัวคูณความถี่เลเซอร์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ในอุตสาหกรรมการสื่อสารด้วยแสง โมดูเลเตอร์เป็นตลาดการประยุกต์ใช้ลิเธียมไนโอเบตที่สำคัญ
เวลาโพสต์: 24 ต.ค. 2566