Сафир як кристалл аз гилхок буда, ба системаи кристаллии сеҷониба, сохтори шашкунҷа тааллуқ дорад, сохтори кристаллии он аз се атоми оксиген ва ду атоми алюминий дар намуди пайванди ковалентӣ иборат аст, ки хеле зич ҷойгир шудаанд, бо занҷири пайванди қавӣ ва энергияи торӣ, дар ҳоле ки он дар дохили булӯр қариб ҳеҷ гуна наҷосат ё нуқсон надорад, аз ин рӯ он дорои изолятсияи аълои барқ, шаффофият, гузариши хуби гармӣ ва хусусиятҳои сахтгирии баланд аст. Ба таври васеъ ҳамчун равзанаи оптикӣ ва маводи субстрати баландсифат истифода мешавад. Бо вуҷуди ин, сохтори молекулавии сапфир мураккаб аст ва анизотропия вуҷуд дорад ва таъсир ба хосиятҳои физикии мувофиқ низ барои коркард ва истифодаи самтҳои гуногуни кристалл хеле гуногун аст, бинобар ин истифода низ гуногун аст. Умуман, субстратҳои сапфир дар самтҳои C, R, A ва M дастрасанд.
АризаиВафли сапфири C-ҳавопаймо
Нитриди галлий (GaN) ҳамчун нимноқилҳои насли сеюми фарох, фосилаи васеъи банд, пайванди мустаҳками атомӣ, гузариши баланди гармӣ, устувории хуби химиявӣ (қариб бо ягон кислота занг назадааст) ва қобилияти қавии зидди шуоъӣ дорад ва дорои дурнамои васеъ дар истифодаи оптоэлектроника, дастгоҳҳои ҳарорати баланд ва қувваи барқ ва дастгоҳҳои печи баландбасомад. Бо вуҷуди ин, аз сабаби обшавии баланди GaN, ба даст овардани маводи яккристаллии калонҳаҷм душвор аст, аз ин рӯ роҳи маъмул ин аст, ки афзоиши гетероепитаксия дар дигар субстратҳо, ки ба маводи субстрат талаботи баландтар дорад.
Дар муқоиса босубстрати сапфирбо дигар чеҳраҳои кристалл, меъёри номутобиқатии доимии торӣ байни вафли сапфири C-ҳавопаймо (<0001>) ва филмҳои дар гурӯҳҳои Ⅲ-Ⅴ ва Ⅱ-Ⅵ ҷойгиршуда (масалан, GaN) нисбатан хурд аст ва номутобиқатии доимии торҳо меъёри байни ду вафилмҳои AlNки ба сифати қабати буферӣ истифода кардан мумкин аст, боз ҳам хурдтар аст ва он ба талаботи муқовимат ба ҳарорати баланд дар ҷараёни кристаллизатсияи GaN мувофиқат мекунад. Аз ин рӯ, он як маводи маъмулии субстрат барои афзоиши GaN мебошад, ки метавонад барои сохтани лампаҳои сафед / кабуд / сабз, диодҳои лазерӣ, детекторҳои инфрасурх ва ғайра истифода шавад.
Қобили зикр аст, ки филми GaN, ки дар субстрати саффири C-ҳавопаймо парвариш карда мешавад, дар баробари меҳвари қутби он, яъне самти меҳвари C мерӯяд, ки ин на танҳо раванди баркамол ва раванди эпитаксия, арзиши нисбатан паст, устувории физикӣ мебошад. ва хосиятҳои химиявӣ, балки инчунин иҷрои беҳтари коркард. Атомҳои вафли сапфири ба C нигаронидашуда дар сохтори О-ал-ал-о-ал-О пайваст карда шудаанд, дар ҳоле ки кристаллҳои сапфири ба М нигаронидашуда ва ба А нигаронидашуда дар ал-О-ал-О пайваст мешаванд. Азбаски Ал-Ал нисбат ба Al-O, нисбат ба кристалҳои сапфири ба M нигаронидашуда ва ба A нигаронидашуда энергияи камтари пайвастшавӣ ва пайванди заифтар дорад, коркарди C-сафир асосан барои кушодани калиди Ал-Ал мебошад, ки коркардаш осонтар аст. , ва метавонад сифати баландтари сатҳи рӯизаминиро ба даст орад ва сипас сифати беҳтари эпитаксиалии нитриди галлиумро ба даст орад, ки метавонад сифати равшании ултрабаланди LED-и сафед/кабудро беҳтар кунад. Аз тарафи дигар, плёнкаҳое, ки дар баробари меҳвари C парвариш карда мешаванд, таъсири поляризатсияи стихиявӣ ва пьезоэлектрикӣ доранд, ки дар натиҷа дар дохили плёнкаҳо майдони пурқуввати электрикии дохилӣ ба вуҷуд меоянд (қабати фаъоли квантӣ Wells), ки самаранокии равшании филмҳои GaN-ро хеле коҳиш медиҳад.
Вафли сапфири ҳавопаймои Аариза
Аз сабаби иҷрои аълои ҳамаҷонибаи худ, махсусан гузариши аъло, як кристалл сапфир метавонад таъсири воридшавии инфрасурхро афзоиш диҳад ва ба як маводи беҳтарини равзанаи миёнаи инфрасурх табдил ёбад, ки дар таҷҳизоти фотоэлектрикии ҳарбӣ васеъ истифода мешавад. Дар куҷо сапфир як ҳавопаймои қутбӣ (ҳавопаймои C) дар самти муқаррарии рӯй аст, сатҳи ғайриқутбӣ аст. Умуман, сифати булӯри сапфири ба A нигаронидашуда нисбат ба кристали ба C нигаронидашуда беҳтар аст, ки ҷойгиршавии камтар, сохтори мозаикӣ камтар ва сохтори кристалии мукаммалтар аст, аз ин рӯ он дорои иҷрои беҳтари интиқоли нур мебошад. Дар айни замон, аз сабаби режими пайвасти атомии Al-O-Al-O дар ҳавопаймои а, сахтӣ ва муқовимати фарсудашавии сапфири ба A нигаронидашуда нисбат ба сапфири ба C нигаронидашуда ба таври назаррас баландтар аст. Аз ин рӯ, микросхемаҳои A-самти бештар ҳамчун маводи тиреза истифода мешаванд; Илова бар ин, сапфир инчунин дорои доимии ягонаи диэлектрикӣ ва хосиятҳои изолятсияи баланд дорад, аз ин рӯ онро метавон ба технологияи гибридии микроэлектроника, балки инчунин барои афзоиши ноқилҳои олӣ, ба монанди истифодаи TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, афзоиши филмҳои суперноқили гетерогении эпитаксиалӣ дар оксиди серий (CeO2) субстрати таркибии сапфир. Аммо, инчунин аз сабаби энергияи бузурги пайванди Al-O, коркарди он душвортар аст.
Ариза азR /M ҳавопаймо вафли сапфир
Ҳавопаймои R сатҳи ғайриқутбии сапфир аст, бинобар ин тағирёбии мавқеи R-ҳавопаймо дар дастгоҳи сапфир ба он хосиятҳои гуногуни механикӣ, гармӣ, электрикӣ ва оптикиро медиҳад. Умуман, субстрати сапфири сатҳи R-бартарӣ барои ҷойгиркунии гетероэпитаксиалии кремний, асосан барои барномаҳои нимноқил, микроволновка ва микроэлектроника, дар истеҳсоли сурб, дигар ҷузъҳои суперноқил, муқовимати баланд, арсениди галлий барои R- истифода мешавад. намуди афзоиши субстрат. Дар айни замон, бо маъруфияти телефонҳои интеллектуалӣ ва системаҳои компютерии планшетӣ, субстрати сапфири R-face дастгоҳҳои мавҷудаи SAW-ро, ки барои телефонҳои интеллектуалӣ ва компютерҳои планшетӣ истифода мешаванд, иваз карда, барои дастгоҳҳое, ки қобилияти беҳтар кардани корҳоро фароҳам меоранд.
Агар вайронкунӣ вуҷуд дошта бошад, тамосро нест кунед
Вақти фиристодан: июл-16-2024