Vật liệu lõi truyền thông thế hệ tiếp theo: lithium tantalate
Với sự phát triển nhanh chóng của Internet vạn vật, trí tuệ nhân tạo và công nghệ dữ liệu lớn, lithium tantalate (LiTaO3) đã được sử dụng rộng rãi trong xử lý tín hiệu số, truyền thông 5G, hướng dẫn, máy dò hồng ngoại và các lĩnh vực khác do các đặc tính tuyệt vời của nó như áp điện, quang học âm thanh và quang học điện. Màng tinh thể đơn của nó được coi là vật liệu mới cần thiết cấp bách cho sự phát triển của các thiết bị mới trong kỷ nguyên hậu Moore.
Lithium tantalate là vật liệu tinh thể đa chức năng có hiệu suất tuyệt vời. Nó có cấu trúc ilmenit và không màu hoặc vàng nhạt. Nguyên liệu tinh thể thô của nó rất dồi dào, hiệu suất ổn định và dễ gia công. Nó có thể tạo ra các tinh thể đơn chất lượng cao, kích thước lớn. Các tinh thể lithium tantalate được đánh bóng có thể được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thiết bị truyền thông điện tử như bộ cộng hưởng, bộ lọc bề mặt và bộ chuyển đổi. Đây là vật liệu chức năng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực truyền thông cao cấp như điện thoại di động, truyền thông vệ tinh và hàng không vũ trụ.
Ứng dụng chính
Bộ lọc sóng âm bề mặt (SAW)
Bộ lọc sóng âm bề mặt là một thiết bị lọc đặc biệt được tạo ra bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện của vật liệu dao động tinh thể áp điện và các đặc tính vật lý của sự truyền sóng âm bề mặt. Nó có ưu điểm là tổn thất truyền thấp, độ tin cậy cao, tính linh hoạt trong sản xuất lớn, khả năng tương thích tương tự/kỹ thuật số và đặc tính lựa chọn tần số tuyệt vời. Các thành phần chính của nó bao gồm đường truyền, tinh thể áp điện và bộ suy giảm. Khi tín hiệu đến bề mặt của tinh thể áp điện thông qua đường truyền, sóng âm bề mặt sẽ được tạo ra. Tốc độ của sóng âm bề mặt ở các tần số khác nhau là khác nhau trong quá trình truyền. Bằng cách thiết kế hợp lý hình dạng hình học và các thông số truyền của tinh thể áp điện và bộ chuyển đổi liên ngón tay và sự tồn tại của bộ phản xạ, có thể đạt được hiệu ứng lọc ở các tần số khác nhau.
Bộ dao động tinh thể
Bộ dao động tinh thể là một thiết bị chuyển đổi năng lượng chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số nhất định. Nó chủ yếu sử dụng hiệu ứng áp điện của tinh thể áp điện để tạo ra dao động điện ổn định. Khi điện áp được áp dụng cho hai cực của chip, tinh thể sẽ biến dạng, do đó tạo ra điện áp trên tấm kim loại. Bộ dao động tinh thể được sử dụng rộng rãi trong các đài phát thanh truyền thông, GPS, truyền thông vệ tinh, thiết bị di động điều khiển từ xa, máy phát điện thoại di động và bộ đếm tần số cao cấp vì tín hiệu AC tần số rất ổn định của chúng. Nó thường sử dụng các tinh thể có thể chuyển đổi năng lượng điện và năng lượng cơ học để cung cấp dao động tần số đơn ổn định và chính xác. Hiện nay, các vật liệu tinh thể thường được sử dụng bao gồm vật liệu bán dẫn thạch anh và chip tantalat lithium.
Máy dò nhiệt điện
Máy dò nhiệt điện là một cảm biến sử dụng hiệu ứng nhiệt điện để phát hiện những thay đổi nhiệt độ hoặc bức xạ hồng ngoại. Nó có thể phát hiện những thay đổi năng lượng của mục tiêu ở dạng không tiếp xúc, do đó tạo ra tín hiệu điện có thể đo được. Thành phần cốt lõi của nó là một chip nhiệt điện, một vật liệu tinh thể đơn có các tính chất đặc biệt, thường bao gồm các đơn vị có điện tích trái dấu, có trục tinh thể và phân cực tự phát. Vật liệu nhiệt điện cần được chuẩn bị rất mỏng và các điện cực được mạ trên bề mặt vuông góc với trục tinh thể. Điện cực bề mặt trên cần được mạ một lớp hấp thụ trước khi có thể sử dụng. Khi bức xạ hồng ngoại đến lớp hấp thụ, chip nhiệt điện sẽ được làm nóng và một điện cực bề mặt sẽ được tạo ra; nếu bức xạ bị ngắt quãng, một điện tích phân cực ngược sẽ được tạo ra.
Lithium tantalate có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong truyền thông 5G, chip quang tử, thông tin lượng tử và các lĩnh vực khác do hệ số nhiệt điện lớn, nhiệt độ Curie cao, hệ số tổn thất điện môi nhỏ, điểm nóng chảy nhiệt trên một đơn vị thể tích thấp, hằng số điện môi tương đối nhỏ và hiệu suất ổn định.