Yeni nesil iletişim çekirdek malzemesi: lityum tantalat
Nesnelerin İnterneti, yapay zeka ve büyük veri teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, lityum tantalat (LiTaO3), piezoelektrik, akusto-optik ve elektro-optik gibi mükemmel özellikleri nedeniyle dijital sinyal işleme, 5G iletişim, rehberlik, kızılötesi dedektörler ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek kristal filmi, Moore sonrası dönemde yeni cihazların geliştirilmesi için acilen ihtiyaç duyulan yeni bir malzeme olarak kabul edilmektedir.
Lityum tantalat, mükemmel performansa sahip çok işlevli bir kristal malzemedir. İlmenit yapısına sahiptir ve renksiz veya açık sarıdır. Kristal hammaddeleri bol miktarda bulunur, performansı stabildir ve işlenmesi kolaydır. Yüksek kaliteli, büyük boyutlu tek kristaller üretebilir. Cilalı lityum tantalat kristalleri, rezonatörler, yüzey filtreleri ve dönüştürücüler gibi elektronik iletişim cihazlarının üretiminde yaygın olarak kullanılabilir. Cep telefonları, uydu iletişimleri ve havacılık gibi birçok üst düzey iletişim alanında vazgeçilmez bir işlevsel malzemedir.
Ana Uygulamalar
Yüzey Akustik Dalga (SAW) Filtresi
Yüzey akustik dalga filtresi, piezoelektrik kristal osilatör malzemelerinin piezoelektrik etkisi ve yüzey akustik dalga yayılımının fiziksel özellikleri kullanılarak yapılan özel bir filtreleme cihazıdır. Düşük iletim kaybı, yüksek güvenilirlik, büyük üretim esnekliği, analog/dijital uyumluluk ve mükemmel frekans seçimi özellikleri avantajlarına sahiptir. Ana bileşenleri arasında iletim hattı, piezoelektrik kristal ve zayıflatıcı bulunur. Sinyal iletim hattı aracılığıyla piezoelektrik kristalin yüzeyine ulaştığında, yüzey akustik dalgaları üretilecektir. Farklı frekanslardaki yüzey akustik dalgalarının hızı, yayılma sırasında farklıdır. Piezoelektrik kristalin ve interdigital dönüştürücünün geometrik şekli ve iletim parametrelerinin makul bir şekilde tasarlanması ve reflektörün varlığıyla, farklı frekansların filtreleme etkileri elde edilebilir.
Kristal Osilatör
Kristal osilatör, doğru akımı belirli bir frekansta alternatif akıma dönüştüren bir enerji dönüşüm cihazıdır. Esas olarak piezoelektrik kristallerin piezoelektrik etkisini kullanarak kararlı elektriksel salınımlar üretir. Çipin iki kutbuna voltaj uygulandığında kristal deforme olur ve böylece metal levha üzerinde voltaj üretir. Kristal osilatörler, son derece kararlı frekanslı AC sinyalleri nedeniyle iletişim radyo istasyonlarında, GPS’de, uydu iletişimlerinde, uzaktan kumandalı mobil cihazlarda, cep telefonu vericilerinde ve üst düzey frekans sayaçlarında yaygın olarak kullanılır. Genellikle, kararlı ve doğru tek frekanslı salınımlar sağlamak için elektrik enerjisini ve mekanik enerjiyi dönüştürebilen kristaller kullanır. Şu anda yaygın olarak kullanılan kristal malzemeler arasında kuvars yarı iletken malzemeler ve lityum tantalat yongaları bulunur.
Piroelektrik dedektör
Piroelektrik dedektör, sıcaklık değişikliklerini veya kızılötesi radyasyonu algılamak için piroelektrik etkiyi kullanan bir sensördür. Hedefin enerji değişikliklerini temassız bir biçimde algılayabilir ve böylece ölçülebilir bir elektrik sinyali üretebilir. Çekirdek bileşeni, genellikle zıt yüklü birimlerden oluşan, kristal eksenleri ve kendiliğinden polarizasyona sahip, özel özelliklere sahip tek kristal bir malzeme olan piroelektrik bir yongadır. Piroelektrik malzemeler çok ince hazırlanmalı ve elektrotlar kristal eksenine dik yüzeye kaplanmalıdır. Üst yüzey elektrodu kullanılmadan önce bir emilim tabakasıyla kaplanmalıdır. Kızılötesi radyasyon emilim tabakasına ulaştığında, piroelektrik çip ısıtılacak ve bir yüzey elektrodu üretilecektir; radyasyon kesilirse, ters polarizasyon yükü üretilecektir.
Lityum tantalat, büyük piroelektrik katsayısı, yüksek Curie sıcaklığı, küçük dielektrik kayıp faktörü, birim hacim başına düşük termal erime noktası, küçük bağıl dielektrik sabiti ve kararlı performansı nedeniyle 5G iletişimlerinde, fotonik çiplerde, kuantum bilgisinde ve diğer alanlarda geniş uygulama beklentilerine sahiptir.