Safir Wafer Al2O3 8 inch C vlak A vlak M vlak KY Dubbel glij gepolijst SSP

In 1992 revolutioneerde de Japanse ingenieur Shuji Nakamura het veld door met succes saffiersubstraten te gebruiken om GaN-epitaxiale lagen voor te bereiden, waardoor de productie van blauwe LED's werd bereikt.Deze doorbraak leidde tot een snelle uitbreiding van de ontwikkeling van blauwe en groene LED'sSafir, bekend om zijn uiterst hoge hardheid en zijn stabiele fysische en chemische eigenschappen bij hoge temperaturen, evenals zijn uitstekende optische prestaties,geleidelijk de belangrijkste keuze voor de productie van blauwe en groene LED's werd.

Saffirafels vertonen anisotropie, waarbij het C-vlak <0001 het meest gebruikte kristalvlak voor saffirafels is.en R-vlak <1-102>.
Eenkristallige dunne films van molybdeendisulfide (MoS2) kunnen worden gekweekt op verkeerd uitgelijnd saffiersubstraten.Verkeerd uitgelijnd saffiersubstraat is een substraat waarvan de oriëntatie van het eindkristal met een bepaald hoekpunt van de C-as <0001> naar de A-as <11-20> of de M-as <1-100> licht is gekanteld., meestal tussen 0,5 graden en 6 graden.
Saffirafels kunnen ook worden gebruikt als optische ramen, dragers en panelen.het wordt ook gebruikt bij de productie van verschillende functionele producten zoals smeltgieters, lagers, pakkingen en andere onderdelen.

Persoonlijkheid

1De uitstekende optische eigenschappen van saffierwafer maken het een ideaal materiaal voor optische componenten.met name in het ultraviolet tot nabij-infrarood bereik (150 nm tot 5500 nm), met een brekingsindex van ongeveer 1.76Deze eigenschappen hebben geleid tot het wijdverspreide gebruik van saffier in optische instrumenten met hoge precisie.

2Wat de elektronische eigenschappen betreft, is saffierwafer een breedbandmateriaal (ongeveer 9,9 eV), waardoor het uitzonderlijk goed presteert in hoogspannings- en hoogfrequente elektronische apparaten.Vanwege de hoge isolatie en het lage dielektrische verliesIn het algemeen wordt saffier gebruikt als substraatmateriaal voor halfgeleiderapparaten, met name in toepassingen zoals transistors met een hoge elektronenmobiliteit (HEMT's) en apparaten op basis van galliumnitride (GaN).

3De saffier heeft een Mohs-hardheid van 9, de tweede na de diamant, waardoor het uitstekende voordelen heeft op het gebied van slijtvastheid en krasbestandheid.met een vermogen van meer dan 50 W,.

4De saffierwafel heeft eveneens een uiterst hoge thermische geleidbaarheid van ongeveer 25 W/m·K, waardoor zij in hoge temperatuuromgevingen stabiele fysische en chemische eigenschappen behoudt.Met een hoog smeltpunt van 2054°C en een lage thermische uitbreidingscoëfficiënt (8.4 x 10^-6/K), kan saffierwafel dimensie stabiliteit behouden bij hoge temperatuur toepassingen.

Toepassingen:

Saffirafels zijn een soort materiaal dat bekend staat om zijn hoge transparantie, hardheid en chemische stabiliteit, wat resulteert in verschillende uitstekende eigenschappen.Ze worden veel gebruikt bij de vervaardiging van elektronische productenDe volgende zijn enkele van de belangrijkste toepassingsgebieden:

1. Optische apparaten:
Gebruikt als lenzen, ramen, polarisatoren, enz., in optische apparatuur.
In high-end lasersnij-, las- en markeermachines kunnen saffierlenzen laserafvoer beschermen en stabiliseren, waardoor de precisie en stabiliteit van de apparatuur worden verbeterd.
2.Precisie-instrumenten:
Gebruikt als positioneringselementen, lagers, buizen, enz., in precisieinstrumenten.
In de horlogerij worden saffieren wafers gebruikt in de oscillerende kern van het uurwerk, horlogebedekking, behuizing, enz., waardoor krabstoestand, UV-bescherming en esthetiek worden verbeterd.
3.Elektronica:
Gebruikt in beschermglas voor camera's voor mobiele telefoons, beschermpanelen, vingerafdruksensoren, enz.
Verbetert de hardheid, transparantie en slijtvastheid van het product en vindt een uitgebreide toepassing in de high-end elektronica markt.

Inleiding tot de methode van langkristallen van saffier

Sinds de eerste synthetische edelsteen werd verkregen met behulp van de vlam fusie methode in 1902, zijn verschillende technieken voor kunstmatige saffier kristal groei blijven evolueren,Dit heeft geleid tot meer dan een dozijn kristalgroeimethoden zoals de vlamfusie methode.De methode van Czochralski en de hydrothermische methode hebben elk hun eigen voordelen en nadelen, met verschillende toepassingen op verschillende gebieden.De belangrijkste industriële processen die momenteel worden gebruikt, zijn onder meer de hydrothermische methode, de Czochralski-methode, de randgedefinieerde filmgevoede groeimethode (EFG) en de verticale horizontale gradiëntvriezen-methode (VHGF).In het volgende deel zullen typische kristallengroeimethoden voor saffier worden geïntroduceerd..

1Metode van vlammenfusie (Verneuilproces)

Het Verneuil-proces, ook wel bekend als de vlammenfusie methode, is vernoemd naar de beroemde Franse scheikundige Auguste Victor Louis Verneuil,die de eerste commercieel haalbare methode voor het synthetiseren van edelstenen heeft uitgevondenIn 1902 ontdekte hij de "vlam fusie" methode, die nog steeds wordt gebruikt als een kosteneffectieve methode voor de productie van synthetische edelstenen.het Verneuil-proces levert het merendeel van de vlamfusie edelstenenBehalve dat de vlammenfusie-methode gewoonlijk wordt gebruikt voor de synthese van robijnen en blauwe saffieren, wordt deze ook gebruikt voor het maken van spinel, synthetisch corundum, synthetische ster-robijnen,synthetische blauwe saffieren, en synthetisch strontiumtitanaat, onder vele andere edelstenen die op de markt zijn.

2. Kyropoulos methode

De Kyropoulos-methode, ook bekend als de Ky-methode, werd voor het eerst voorgesteld door Kyropoulos in 1926 voor kristalgroei.Deze methode werd hoofdzakelijk gebruikt voor de bereiding en het onderzoek van grote halogeenkristallen.In de jaren zestig en zeventig, met verbeteringen door Musatov uit de voormalige Sovjet-Unie, werd deze methode toegepast voor de bereiding van enkelkristallige saffieren,Dit maakt het een van de effectieve methoden voor het produceren van grote saffierkristallen waar de Czochralski-methode tekort schiet.De met de Kyropoulos-methode geteelde kristallen vertonen hoge kwaliteit, lage kosten en zijn geschikt voor grootschalige industriële productie.

Momenteel wordt wereldwijd ongeveer 70% van de zaffirsubstraten die voor LED's worden gebruikt, gekweekt met de Kyropoulos-methode of verschillende gewijzigde versies ervan.Het belang van saffiersubstraten in de productie van LED's is goed gedocumenteerd in talrijke onderzoeksartikelenIn China gebruikt de meerderheid van de sapphirekristalgroeibedrijven de Kyropoulos-methode.

Met deze methode gekweekte kristallen hebben meestal een peervormig uiterlijk en kunnen diameters bereiken die tot 10-30 mm kleiner zijn dan de diameter van de smeltkroes waarin ze worden gekweekt.De Kyropoulos-methode is een effectieve en volwassen techniek voor het kweken van grote diameter sapphirenkristallen en heeft met succes grote sapphirekristallen geproduceerdIn recent nieuws, op 22 december,Crystal Sheng Crystal Laboratory en haar dochteronderneming Crystal Ring Electronics hebben gezamenlijk de nieuwste innovatieve prestatie ontwikkeld: een 700 kg ultra-groot saffierkristal..

3Metode voor kristalgroei - Czochralski-methode

De Czochralski-methode, ook wel bekend als het Czochralski-proces of eenvoudigweg CZ-methode, is een techniek waarbij een kristal uit een gesmolten oplossing in een smeltkroes wordt getrokken.Ontdekt door de Poolse scheikundige Jan Czochralski in 1916Het werd verder ontwikkeld door de Bell Laboratories in de Verenigde Staten in 1950 voor het kweken van enkelkristallig germanium.Het is door andere wetenschappers gebruikt voor het kweken van halfgeleider enkelkristallen zoals silicium.Deze methode is in staat om belangrijke edelstenen kristallen zoals kleurloze saffieren, robijnen, yttrium aluminium granaten, gadolinium gallium granaten te kweken.,Spinel, en spinel.

De Czochralski methode is een van de belangrijkste methoden voor het kweken van enkelvoudige kristallen uit een smelt.De meest gebruikte Czochralski methode voor grootschalige toepassingen is de met inductie verwarmde smeltkroes Czochralski methodeDe keuze van het smeltmateriaal varieert afhankelijk van het kristal dat wordt geteeld en kan materialen zoals iridium, molybdeen, platina, grafiet en hoge smeltpunt oxiden omvatten.In praktische toepassingenIn de eerste plaats is het belangrijk dat er in het kader van het onderzoek naar de kwaliteit van de ijzer- en staalproducten een duidelijke aanpak wordt genomen.wolfraam en molybdeen smeltkroesjes zijn goedkoper, maar kunnen meer verontreiniging veroorzaken.

Bij de Czochralski-CZ-methode wordt de grondstof tot het smeltpunt verhit om een smelt te vormen en wordt vervolgens een enkel kristalzaadje gebruikt om contact te maken met het oppervlak van de smelt.Het temperatuurverschil op de vaste-vloeibare interface tussen het zaad en de smelt veroorzaakt onderkoelingAls gevolg daarvan begint de smelt op het oppervlak van het zaad te verstijven en groeit er een enkel kristal met dezelfde structuur als het zaad.Het zaadje wordt langzaam naar boven getrokken met een gecontroleerde snelheid terwijl het draait, waardoor de smelt geleidelijk verstijft aan de vloeibare-vaste interface van het zaad, waardoor een enkel kristalblok met axiale symmetrie wordt gevormd.

4. EFG-methode - randgedefinieerde filmgevoede groei

De Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) methode, voor het eerst onafhankelijk uitgevonden door Harold LaBelle uit het Verenigd Koninkrijk en Stepanov uit de Sovjet-Unie in de jaren 1960,is een bijna netvormtechnologie waarbij kristalbloemen rechtstreeks uit een gesmolten materiaal worden gekweektDeze methode is een variatie van de Czochralski-methode en biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele kristalgroeitechnieken.

De EFG overwint de noodzaak van een uitgebreide mechanische verwerking van kunstmatige kristallen in de industriële productie, wat leidt tot materiaalbesparingen en lagere productiekosten.Het maakt directe groei van kristallen in de gewenste vormen mogelijk., waardoor de noodzaak van uitgebreide vormprocessen wordt weggenomen.

Een van de belangrijkste voordelen van de EFG-methode is de materiaaldoeltreffendheid

5HEM-methode - Warmtewisselaarmethode

In 1969 vonden F. Schmid en D. Viechnicki een nieuwe kristallengroeimethode uit die bekend staat als de Schmid-Viechnicki-methode, die later in 1972 werd omgedoopt tot de Heat Exchanger Method (HEM).De HEM-methode onderscheidt zich als een van de meest volwassen technieken voor het kweken van grote, saffieren van hoge kwaliteit, met kristalgroeirichtingen langs de as, m-as of r-as, die gewoonlijk de asrichting gebruiken.

Beginsel: De HEM-methode maakt gebruik van een warmtewisselaar om warmte te verwijderen, waardoor een verticale temperatuurgradiënt ontstaat in de groeizone van het kristal, waarbij het onderste deel koeler is dan het bovenste deel.Deze gradiënt wordt gecontroleerd door de gasstroom (meestal helium) in de warmtewisselaar aan te passen en het verwarmingsvermogen te variëren om de geleidelijke verharding van de smelt van onder naar boven te vergemakkelijkenEen kristal.

Een opmerkelijk kenmerk van het HEM-proces, in tegenstelling tot andere kristallengroeimethoden, is dat de vaste-vloeibare interface onder het oppervlak van de smelt wordt ondergedompeld.Deze onderdompeling helpt thermische en mechanische storingen te onderdrukken.Deze gelijkmatige groeiomgeving verbetert de chemische homogeniteit van het kristal.wat leidt tot hoogwaardige kristallenBovendien is de defectdichtheid vaak lager in vergelijking met andere methoden, aangezien in situ gloeien deel uitmaakt van de HEM-verhardingscyclus.

De EFG-productie is echter nog steeds een uitdaging, waardoor EFG vaker wordt gebruikt voor het verbouwen van niet-standaardmaterialen.Met de technologische vooruitgang van de afgelopen jaren, EFG heeft ook in zekere mate toepassingen gevonden in materialen die worden gebruikt voor metaal-organische chemische dampdepositie (MOCVD) van epitaxiale substraten.

Veelgestelde vragen

V:Wat zijn de voordelen van het gebruik van saffierplaten in elektronische toepassingen?
A:Saffirafels bieden voordelen zoals hoge thermische geleidbaarheid, elektrische isolatie, chemische traagheid en weerstand tegen hoge temperaturen.met een vermogen van niet meer dan 50 W, LED's en RF-componenten.

V:Kunnen saffierwaffels worden gebruikt bij hoge temperaturen, en welke specifieke eigenschappen maken ze geschikt voor dergelijke omgevingen?

A:Saffirafels zijn ideaal voor toepassingen bij hoge temperaturen vanwege hun hoge smeltpunt (ongeveer 2054 ° C), uitstekende thermische geleidbaarheid en thermische stabiliteit.Deze eigenschappen maken het mogelijk dat saffierwafels hun structurele integriteit en prestaties behouden onder extreme hitteomstandigheden.

Aanbeveling van het product

2 inch monocristallijn saffieren wafer

2.Dia76.2mm 0.5mm DSP SSP (0001) C Plane 3 inch Sapphire Wafers Substraat