Ёқут як кристалли монокристалли алюминий буда, ба системаи кристаллии сеқисмата тааллуқ дорад, сохтори шашкунҷа дорад, сохтори кристаллии он аз се атоми оксиген ва ду атоми алюминий дар навъи пайванди ковалентӣ иборат аст, ки хеле наздик ҷойгир шудаанд, бо занҷири мустаҳками пайванд ва энергияи шабакавӣ, дар ҳоле ки дар дохили кристалли он қариб ҳеҷ гуна ифлосӣ ё нуқсон вуҷуд надорад, аз ин рӯ он дорои изолятсияи аълои барқӣ, шаффофият, гузаронандагии хуби гармӣ ва хусусиятҳои сахтии баланд мебошад. Он ба таври васеъ ҳамчун тирезаи оптикӣ ва маводҳои субстрати баландсифат истифода мешавад. Бо вуҷуди ин, сохтори молекулавии ёқут мураккаб аст ва анизотропия вуҷуд дорад ва таъсир ба хосиятҳои физикии мувофиқ низ барои коркард ва истифодаи самтҳои гуногуни кристалл хеле фарқ мекунад, аз ин рӯ истифода низ гуногун аст. Умуман, субстратҳои ёқут дар самтҳои ҳамвории C, R, A ва M дастрасанд.
ТатбиқиВафли ёқутии C-планшетӣ
Нитриди галлий (GaN) ҳамчун нимноқил бо фосилаи васеи банд, ки насли сеюм аст, дорои фосилаи васеи банд, пайванди қавии атомӣ, гузаронандагии баланди гармӣ, устувории хуби кимиёвӣ (қариб ки аз ягон кислота занг намезанад) ва қобилияти қавии зидди нурпошӣ буда, дар татбиқи оптоэлектроника, дастгоҳҳои ҳарорати баланд ва қувва ва дастгоҳҳои печи микроволновкаи басомади баланд дурнамои васеъ дорад. Аммо, аз сабаби нуқтаи баланди обшавии GaN, ба даст овардани маводҳои як кристаллии андозаи калон душвор аст, аз ин рӯ роҳи маъмул ин гузаронидани афзоиши гетероэпитаксия дар дигар субстратҳо мебошад, ки талаботи баландтар ба маводҳои субстрат дорад.
Дар муқоиса босубстрати сапфирбо дигар рӯйҳои булӯрӣ, суръати номувофиқати доимии шабака байни лавҳаи сафири ҳамвори C (<0001> самт) ва плёнкаҳое, ки дар гурӯҳҳои Ⅲ-Ⅴ ва Ⅱ-Ⅵ (масалан, GaN) ҷойгир шудаанд, нисбатан хурд аст ва суръати номувофиқати доимии шабака байни ин ду ваФилмҳои АлНки метавонад ҳамчун қабати буферӣ истифода шавад, боз ҳам хурдтар аст ва ба талаботи муқовимати ҳарорати баланд дар раванди кристаллизатсияи GaN ҷавобгӯ аст. Аз ин рӯ, он як маводи маъмули субстрат барои афзоиши GaN мебошад, ки метавонад барои истеҳсоли светодиодҳои сафед/кабуд/сабз, диодҳои лазерӣ, детекторҳои инфрасурх ва ғайра истифода шавад.
Қобили зикр аст, ки плёнкаи GaN, ки дар субстрати сапфири ҳамвори C парвариш карда мешавад, дар баробари меҳвари қутбии худ, яъне самти меҳвари C, ки на танҳо раванди афзоиши пухта ва раванди эпитакси, арзиши нисбатан паст, хосиятҳои устувори физикӣ ва химиявӣ, балки инчунин самаранокии беҳтари коркард мебошад, мерӯяд. Атомҳои вафли сапфири C-ро дар тартиботи O-al-al-o-al-O пайваст мекунанд, дар ҳоле ки кристаллҳои сапфири M-ро дар назар дошта ва A-ро дар al-O-al-O пайваст мекунанд. Азбаски Al-Al нисбат ба Al-O энергияи пайванди пасттар ва пайванди заифтар дорад, дар муқоиса бо кристаллҳои сапфири M-ро дар назар дошта ва A-ро дар назар дошта, коркарди сапфири C асосан барои кушодани калиди Al-Al аст, ки коркардаш осонтар аст ва метавонад сифати баландтари сатҳро ба даст орад ва сипас сифати беҳтари эпитаксиалии нитриди галлийро ба даст орад, ки метавонад сифати LED-и сафед/кабуди ултра-баландро беҳтар кунад. Аз тарафи дигар, плёнкаҳое, ки дар меҳвари C парвариш карда мешаванд, таъсири поляризатсияи стихиявӣ ва пьезоэлектрикӣ доранд, ки дар натиҷа майдони қавии электрикии дохилӣ дар дохили плёнкаҳо (Челсҳои квантии қабати фаъол) ба вуҷуд меояд, ки самаранокии равшании плёнкаҳои GaN-ро ба таври назаррас коҳиш медиҳад.
Аз сабаби иҷрои аълои ҳамаҷонибаи худ, махсусан гузариши аълои он, монокристали сапфир метавонад таъсири воридшавии инфрасурхро афзоиш диҳад ва ба маводи идеалии тирезаи миёнаи инфрасурх табдил ёбад, ки дар таҷҳизоти фотоэлектрикии ҳарбӣ васеъ истифода мешавад. Дар ҷое, ки сапфири А ҳамвории қутбӣ (ҳамвории C) дар самти муқаррарии рӯй аст, сатҳи ғайриқутбӣ аст. Умуман, сифати кристали сапфири А нисбат ба кристали С беҳтар аст, ки камтар ҷойгиршавӣ, камтар сохтори мозаикӣ ва сохтори пурраи кристаллӣ дорад, аз ин рӯ он дорои иҷрои беҳтари интиқоли рӯшноӣ мебошад. Дар айни замон, аз сабаби ҳолати пайванди атомии Al-O-Al-O дар сатҳи a, сахтӣ ва муқовимати фарсудашавии сапфири А нисбат ба сапфири С ба таври назаррас баландтар аст. Аз ин рӯ, микросхемаҳои самти А асосан ҳамчун маводи тиреза истифода мешаванд; Илова бар ин, сапфири A инчунин дорои доимии диэлектрикии якхела ва хосиятҳои баланди изолятсия мебошад, аз ин рӯ онро метавон ба технологияи гибридии микроэлектроника, инчунин барои афзоиши ноқилҳои аъло, ба монанди истифодаи TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, афзоиши плёнкаҳои эпитаксиалии гетерогении фавқуноқил дар зеризаминии композитии сапфири оксиди серий (CeO2) истифода бурд. Аммо, инчунин аз сабаби энергияи баланди пайванди Al-O, коркарди он душвортар аст.
ТатбиқиВафли ёқути ҳамвори R/M
Ҳамвории R сатҳи ғайриқутбии сапфир аст, аз ин рӯ, тағирёбии мавқеи ҳамвории R дар дастгоҳи сапфир ба он хосиятҳои гуногуни механикӣ, гармӣ, электрикӣ ва оптикӣ медиҳад. Умуман, субстрати сапфири сатҳи R барои таҳшиншавии гетероэпитаксиалии кремний, асосан барои барномаҳои микросхемаҳои интегралии нимноқилҳо, микроволновкаҳо ва микроэлектроника, дар истеҳсоли сурб, дигар ҷузъҳои фавқуттабиӣ, резисторҳои муқовимати баланд, арсениди галлийро инчунин барои афзоиши субстрати навъи R истифода бурдан мумкин аст. Дар айни замон, бо маъруфияти телефонҳои интеллектуалӣ ва системаҳои компютерҳои планшетӣ, субстрати сапфири рӯи R дастгоҳҳои мавҷудаи SAW-и мураккабро, ки барои телефонҳои интеллектуалӣ ва компютерҳои планшетӣ истифода мешаванд, иваз кардааст ва барои дастгоҳҳое, ки метавонанд самаранокиро беҳтар кунанд, субстрат фароҳам меорад.
Агар қонуншиканӣ бошад, тамосро нест кунед
Вақти нашр: 16 июли соли 2024