Tinjauan Ringkas Kristal Litium Niobate dan Penggunaannya – Bahagian 5: Penggunaan kesan piezoelektrik Kristal LN

Tinjauan Ringkas Kristal Litium Niobate dan Penggunaannya – Bahagian 5: Penggunaan kesan piezoelektrik Kristal LN

Kristal litium niobate ialah bahan piezoelektrik yang sangat baik dengansifat-sifat berikut:suhu Curie yang tinggi, pekali suhu rendah kesan piezoelektrik, pekali gandingan elektromekanikal yang tinggi, kehilangan dielektrik yang rendah, sifat fizikal dan kimia yang stabil, prestasi pemprosesan yang baik, dan mudah untuk menyediakan saiz besar dan kristal berkualiti tinggi.Berbanding dengan kuarza kristal piezoelektrik yang biasa digunakan,LNkristalmempunyai lebih tinggihalaju bunyiuntukpenyediaan komponen frekuensi tinggi, jadi boleh digunakanuntuk membuatresonator, transduser, talian tunda, penapis, dll.. yang mempunyai aplikasi yang sangat popular di kawasan awamkomunikasi mudah alih, komunikasi satelit, pemprosesan isyarat digital, TV, radio, radar, penderiaan jauh,dan kawasan ketenteraan elektriktindakan balas, fuze, panduan,dan lain-lain..

Yang paling meluaspenggunaan kristal LNialah penapis gelombang akustik permukaan (SAWF).Sejak tahun 1970-an,SAWF frekuensi pertengahan diperbuat daripada LNkristal telah digunakan secara meluas dalam set TV berwarna, telefon tanpa wayar, alat kawalan jauh elektronik, dll. Pada tahun 2010, dengan penggunaan cip bersepadu penala silikon, JIKA penapis gelombang permukaan dalam set TV pada dasarnya telah ditarik balik daripada pasaran.Ssejak tahun 1980-an, komunikasi mudah alih telah beralih daripada 2G kepada 5G, dan terminal mudah alih mestilah keserasian ke belakang,ini membawa alonjakan permintaan untukSAWF. Jika each keperluan jalur frekuensisdua penapis, setiap telefonkehendakmemerlukan lebih daripada seratusSAWF. Most daripadase SAWF diperbuat daripada LN orlitium tantalikristal. Kristal LN lebih popular dalam peranti SAWF denganpampasan suhureka bentuk (TCSAW).

Untuk aplikasi piezoelektrik, komposisiLNkristal mempunyai pengaruh yang besar pada halaju bunyi, dan julat turun naiknya perlu dikawal dengan ketat. Bkerana suhu Curie sangat sensitif kepada komposisi kristal, jadiitsering digunakan untuk mencirikan ketekalan komposisi kristal.Di samping itu, domain tunggal kristal akan memberi kesan secara langsungitusifat piezoelektrik.Toleh itu,kunciteknologispesifikasi hablur LN yang digunakan dalam ptermasuk peranti iezoelektrikesuhu Curie,domain monopole,dan zarah serakan dalaman,dll.. Dalam kristal, merekagelombang mekanikals dengan panjang gelombang yang lebih panjang tidak sensitif kepadakecacatan kekisiyang mana dalam skalajauh lebih kecil daripada panjang gelombang. Kristal LN yang memenuhi keperluanpiezoelektrikpermohonan adalahdipanggil "akustikgred LNkristal”.

Arah pemotongan gred akustikLNkristal berkaitan denganituaplikasi tertentu.Pemotongan paksi YLNkristal mempunyai pekali gandingan elektromekanikal yang tinggi, tetapimempunyai kurangpermohonan kerana pengujaan gelombang penerima yang berlebihan.Kristal pemotongan <1014> mempunyai kurang pengujaan gelombang badan dan lebih banyak digunakan(TCSAW adalah salah satu contoh). Dalam orientasi<1014>, Y-paksiberputarlawan jam 127.86° abulatkan X-paksi.Kristal LN ini adalahbiasanya dirujuk sebagai 128°YLNkristal.Sebagai tambahan,LNkristals dengan sudut pemotongan64°Y dan 41°Yadalahlebih sesuai untuk menyediakan produk frekuensi tinggi.Pada masa ini,saizpiezoelektrikkristal LNsudah mencecah 6 inci.

Di samping itu, Lewis melaporkan pengaruh kesan piroelektrik daripadaLNkristal pada penyediaan peranti gelombang akustik permukaan pada tahun 1982, dan mendapati bahawa kesan piroelektrik daripadaLNkristal membawa kepada pemusnahan elektrod dan kristal, yang boleh ditindas dengan menggunakan kaedah elektrod litar pintas logam rintangan tinggi.Pada tahun 1998, Standifer et al.menggunakan kaedah rawatan pengurangan kimia untuk meningkatkan penyerapan cahayaLNkristal sebanyak 1000 kali ganda, meningkatkan kualiti pendedahan garisan yang lebih sempit dan halus semasa fotolitografi, dan meningkatkan kristal'skekonduksian oleh lebih daripada1×105 kali.Kaedah inimengekangskerosakan elektrod jari silangsdisebabkan oleh kesan piroelektrik dalam proses rawatan habayangperanti gelombang akustik permukaan.TheLNwafer yang disediakan dengan kaedah ini dipanggil "LN hitamyangtelah digunakan secara meluas dalamSAWF.

LN Crystal-WISOPTIC LN晶体

Kristal LN berkualiti tinggi dihasilkan di rumah WISOPTIC (www.wisoptic.com)


Masa siaran: Jan-18-2022