Дар ҳаёти ҳаррӯза дастгоҳҳои электронӣ ба монанди смартфонҳо ва соатҳои интеллектуалӣ ба шарикони ҷудонашаванда табдил ёфтаанд. Ин дастгоҳҳо торафт лоғар ва тавонотар мешаванд. Оё шумо ягон бор фикр кардаед, ки ба таҳаввулоти пайвастаи онҳо чӣ имкон медиҳад? Ҷавоб дар маводи нимноқилҳост ва имрӯз мо ба яке аз барҷастатарини онҳо - булӯри сапфир тамаркуз мекунем.
Кристали сапфир, ки асосан аз α-Al₂O₃ иборат аст, аз се атоми оксиген ва ду атоми алюминийи ба таври ковалентӣ пайвастшуда иборат буда, сохтори панҷараи шашкунҷаро ташкил медиҳад. Гарчанде ки он дар намуди зоҳирӣ ба сапфири дараҷаи гаронбаҳо шабоҳат дорад, кристаллҳои сапфири саноатӣ ба иҷрои олӣ таъкид мекунанд. Аз ҷиҳати кимиёвӣ ғайрифаъол буда, дар об ҳал намешавад ва ба кислотаҳо ва сілтҳо тобовар аст ва ҳамчун «сипари кимиёвӣ» амал мекунад, ки устувориро дар муҳити сахт нигоҳ медорад. Илова бар ин, он шаффофияти аълои оптикиро нишон медиҳад, ки имкон медиҳад интиқоли нури самаранок; гузаронандагии гармидиҳии қавӣ, пешгирӣ аз гармӣ; ва изолятсияи барҷастаи барқӣ, таъмини интиқоли устувори сигнал бидуни ихроҷ. Аз ҷиҳати механикӣ, сапфир дорои сахтии Mohs 9 мебошад, ки пас аз алмос дуюм аст ва онро ба фарсудашавӣ ва эрозия тобовар мегардонад - барои барномаҳои серталаб беҳтарин аст.
Силоҳи махфӣ дар истеҳсоли чипҳо
(1) Маводи асосӣ барои микросхемаҳои камқувват
Азбаски тамоюли электроника ба миниатюризатсия ва иҷрои баланд, микросхемаҳои камқувват муҳим шуданд. Микросхемаҳои анъанавӣ аз таназзули изолятсия дар ғафсӣ наномасштаб азият мекашанд, ки боиси ихроҷи ҷорӣ, афзоиши истеъмоли қувваи барқ ва аз ҳад зиёд гармӣ мешаванд, ки субот ва мӯҳлати умрро зери хатар мегузорад.
Тадқиқотчиёни Институти микросистема ва технологияҳои иттилоотии Шанхай (SIMIT), Академияи илмҳои Чин, вафли диэлектрикии сунъии сапфирро бо истифода аз технологияи оксидшавии байни металлҳо таҳия карданд, ки алюминийи яккристаллро ба гилхоки монокристаллӣ (сапфир) табдил медиҳад. Дар ғафсии 1 нм, ин мавод ҷараёни ихроҷи ултра пастро нишон медиҳад, ки аз диэлектрикҳои муқаррарии аморфӣ бо ду дараҷа дар коҳиши зичии давлатӣ ва беҳтар кардани сифати интерфейс бо нимноқилҳои 2D бартарӣ дорад. Интегратсияи он бо маводи 2D ба микросхемаҳои камқувват имкон медиҳад, ки мӯҳлати батареяро дар смартфонҳо ба таври назаррас дароз кунад ва устувориро дар барномаҳои AI ва IoT афзоиш диҳад.
(2) Шарики комил барои нитриди галлий (GaN)
Дар майдони нимноқилҳо нитриди галлий (GaN) бо сабаби афзалиятҳои беназири худ ҳамчун ситораи дурахшон пайдо шудааст. Ҳамчун маводи нимноқилҳои фарохмаҷрои фарох бо фосилаи 3,4 эВ - назар ба 1,1 эВ-и кремний ба таври назаррас калонтар - GaN дар барномаҳои ҳарорати баланд, шиддати баланд ва басомадҳои баланд бартарӣ дорад. Мобилияти баланди электронии он ва қувватнокии майдони шикасти интиқодӣ онро барои дастгоҳҳои электронии пуриқтидор, ҳарорати баланд, басомади баланд ва равшании баланд маводи беҳтарин мегардонад. Дар электроникаи барқ, дастгоҳҳои GaN асосёфта дар басомадҳои баландтар бо истеъмоли камтари энергия кор мекунанд ва дар табдилдиҳии нерӯ ва идоракунии энергия иҷрои олиро пешниҳод мекунанд. Дар алоқаи печи, GaN имкон медиҳад, ки ҷузъҳои пуриқтидор ва басомади баланд ба монанди пурқувваткунандаи барқи 5G, баланд бардоштани сифат ва устувории интиқоли сигнал.
Кристали сапфир "шарики комил" барои GaN ҳисобида мешавад. Гарчанде ки номутобиқатии торҳои он бо GaN нисбат ба карбиди кремний (SiC) баландтар аст, субстратҳои сапфир ҳангоми эпитаксиияи GaN номутобиқатии гармии камтар нишон медиҳанд ва барои афзоиши GaN заминаи устувор фароҳам меоранд. Илова бар ин, гузариши аълои гармӣ ва шаффофияти оптикии сапфир ба паҳншавии самараноки гармӣ дар дастгоҳҳои пуриқтидори GaN мусоидат намуда, устувории амалиётӣ ва самаранокии нури беҳтаринро таъмин мекунад. Хусусиятҳои олии изолятсияи барқии он дахолати сигнал ва талафоти барқро минбаъд кам мекунанд. Омезиши сапфир ва GaN боиси таҳияи дастгоҳҳои баландсифат, аз ҷумла LED-ҳои асоси GaN гардид, ки дар бозорҳои рӯшноӣ ва намоиш бартарӣ доранд - аз лампаҳои LED-и маишӣ то экранҳои бузурги берунӣ - инчунин диодҳои лазерӣ, ки дар алоқаи оптикӣ ва коркарди дақиқи лазерӣ истифода мешаванд.
Вафли гаН-он-сафири XKH
Васеъ кардани ҳудуди барномаҳои нимноқилҳо
(1) "Сипар" дар барномаҳои ҳарбӣ ва кайҳонӣ
Таҷҳизот дар барномаҳои низомӣ ва кайҳонӣ аксар вақт дар шароити шадид кор мекунанд. Дар фазой кайхон киштихои фалакпаймо ба харорати кариб мутлаки сифр, радиациям пуршиддати кайхонй ва душворихои мухити вакууми тоб меоваранд. Ҳавопаймоҳои ҳарбӣ, дар айни замон, бо сабаби гармшавии аэродинамикӣ ҳангоми парвози баланд, дар баробари сарбории баланди механикӣ ва дахолати электромагнитӣ бо ҳарорати аз 1000 ° C зиёдтар дучор меоянд.
Хусусиятҳои беназири булӯри сапфир онро як маводи беҳтарин барои ҷузъҳои муҳим дар ин соҳаҳо месозад. Муқовимати истисноии он ба ҳарорати баланд - то 2,045 ° C ҳангоми нигоҳ доштани якпорчагии сохтор - иҷрои боэътимодро дар фишори гармӣ таъмин мекунад. Сахтии радиатсионӣ инчунин функсияҳоро дар муҳити кайҳонӣ ва ядроӣ нигоҳ медорад ва электроникаи ҳассосро самаранок муҳофизат мекунад. Ин хосиятҳо ба истифодаи васеъи сапфир дар тирезаҳои инфрасурх (IR) дар ҳарорати баланд оварда расониданд. Дар системаҳои роҳнамоии мушакҳо, тирезаҳои IR бояд равшании оптикиро дар гармии шадид ва суръат нигоҳ доранд, то муайянкунии дақиқи ҳадафро таъмин кунанд. Тирезаҳои IR дар асоси сапфир устувории баланди гармиро бо интиқоли олии IR муттаҳид намуда, дақиқии роҳнаморо ба таври назаррас беҳтар мекунанд. Дар кайҳон, сапфир системаҳои оптикии моҳвораро муҳофизат мекунад ва имкон медиҳад, ки тасвири равшан дар шароити сахти мадор.
XKHтирезаҳои оптикии сапфир
(2) Бунёди нави суперноқилҳо ва микроэлектроника
Дар суперноқилият сапфир ҳамчун субстрати ҷудонашаванда барои плёнкаҳои тунуки суперноқил хизмат мекунад, ки имкон медиҳад, ки муқовимати сифрӣ - инқилоби интиқоли барқ, қаторҳои маглевӣ ва системаҳои MRI. Плёнкаҳои суперноқили баландсифат субстратҳои дорои сохторҳои устувори торро талаб мекунанд ва мутобиқати сапфир бо маводҳо ба монанди дибориди магний (MgB₂) имкон медиҳад, ки плёнкаҳо бо зичии шадиди ҷараён ва майдони магнитии интиқодӣ афзоиш ёбад. Масалан, кабелҳои барқӣ бо истифода аз плёнкаҳои суперноқили аз сапфир дастгирӣшаванда самаранокии интиқолро тавассути кам кардани талафоти энергия ба таври назаррас беҳтар мекунанд.
Дар микроэлектроника, субстратҳои сапфир бо самтҳои мушаххаси кристаллографӣ, ба монанди R-ҳавопаймо (<1-102>) ва A-ҳавопаймо (<11-20>) - имкон медиҳанд, ки қабатҳои эпитаксиалии кремний барои микросхемаҳои пешрафтаи интегралӣ (ICs) мувофиқ карда шаванд. Сафири R-ҳавопайв нуқсонҳои кристаллро дар IC-ҳои баландсуръат коҳиш дода, суръат ва устувории амалиётро афзоиш медиҳад, дар ҳоле ки хосиятҳои изолятсионии сапфири A-ҳавопаймо ва гузариши якхела микроэлектроникаи гибридӣ ва ҳамгироии суперноқилҳои ҳарорати баландро оптимизатсия мекунанд. Ин субстратҳо микросхемаҳои асосиро дар инфрасохтори компютерӣ ва телекоммуникатсияи баландсифат дастгирӣ мекунанд.
XKH'sАlN-on-NPSS Wafer
Ояндаи кристалл сапфир дар нимноқилҳо
Sapphire аллакай дар байни нимноқилҳо, аз истеҳсоли чипҳо то аэрокосмос ва суперноқилҳо арзиши бебаҳоро нишон додааст. Баробари пешрафти технология роли он боз хам васеъ мешавад. Дар зеҳни сунъӣ, микросхемаҳои камқувват, ки бо сапфир дастгирӣ мешаванд, ба пешрафти AI дар соҳаи тандурустӣ, нақлиёт ва молия мусоидат мекунанд. Дар ҳисоббарории квантӣ, хосиятҳои моддии сапфир онро ҳамчун номзади умедбахш барои ҳамгироии кубит ҷойгир мекунанд. Дар ҳамин ҳол, дастгоҳҳои GaN-on-sapphire ба талаботи афзоянда ба сахтафзори иртибототи 5G/6G қонеъ хоҳанд шуд. Ба пеш ҳаракат карда, сапфир ҳамчун асоси инноватсияи нимноқилҳо боқӣ мемонад, ки ба пешрафти технологии инсоният нерӯ мебахшад.
Вафли эпитаксиалии GaN-on-сапфири XKH
XKH тирезаҳои оптикии сапфири бо дақиқ муҳандисишуда ва ҳалли вафли GaN-on-sapphire барои барномаҳои пешрафта пешкаш мекунад. Бо истифода аз афзоиши кристаллҳои хусусӣ ва технологияҳои сайқалдиҳии наномикёс, мо тирезаҳои сапфири ултра ҳамворро бо интиқоли истисноӣ аз ултрабунафш ба спектрҳои IR таъмин мекунем, ки барои системаҳои аэрокосмосӣ, дифоъ ва лазерии пурқувват беҳтаринанд.
Вақти фиристодан: апрел-18-2025