Сапфир субстрат
Сипаттама
Сапфир (Al2O3) монокристалы - тамаша көп функциялы материал.Оның жоғары температураға төзімділігі, жақсы жылу өткізгіштігі, жоғары қаттылығы, инфрақызыл өткізгіштігі және жақсы химиялық тұрақтылығы бар.Ол өнеркәсіптің көптеген салаларында, ұлттық қорғаныс пен ғылыми зерттеулерде (мысалы, жоғары температуралы инфрақызыл терезе) кеңінен қолданылады.Сонымен қатар, бұл кеңінен қолданылатын монокристалды субстрат материалының бір түрі.Бұл қазіргі көк, күлгін, ақ жарық шығаратын диод (LED) және көк лазер (LD) өнеркәсібіндегі бірінші таңдаулы субстрат (галий нитриді пленкасы алдымен сапфир субстратында эпитаксиалды болуы керек), сонымен қатар маңызды асқын өткізгіш болып табылады. пленкалық субстрат.Y-жүйесі, La жүйесі және басқа да жоғары температуралы асқын өткізгіш пленкалардан басқа, оны жаңа практикалық MgB2 (магний дибориді) асқын өткізгіш пленкаларын (әдетте MgB2 өндіру кезінде бір кристалды субстрат химиялық коррозияға ұшырайды) өсіру үшін пайдалануға болады. фильмдер).
Қасиеттер
| Кристалл тазалығы | > 99,99% |
| Балқу нүктесі（℃） | 2040 |
| Тығыздығы（г/см3） | 3.98 |
| Қаттылық (Mho) | 9 |
| Термиялық кеңею | 7,5 (x10-6/oC) |
| Меншікті жылу | 0,10 (кал /оC) |
| Жылу өткізгіштік | 46,06 @ 0oC 25.12 @ 100oC, 12,56 @ 400oC (Вт/(мК)) |
| Диэлектрик тұрақтысы | ~ 9,4 @300K A осінде ~ 11,58@ 300K C осінде |
| 10 ГГц жиіліктегі жоғалту тангенсі | < 2x10-5A осінде , <5 x10-5C осінде |
Сапфир субстратының анықтамасы
Сапфир субстрат монокристалды алюминий оксидінен (Al2O3) жасалған мөлдір кристалды материалды білдіреді.«Сапфир» термині әдетте көк түсті корунд асыл тастарын сипаттау үшін жиі қолданылады.Дегенмен, субстраттар тұрғысынан сапфир жасанды түрде өсірілген, әртүрлі қолданбаларда қолданылатын түссіз, жоғары таза кристалды білдіреді.Міне, сапфир субстраттары туралы кейбір негізгі ойлар:
1. Кристалл құрылымы: Сапфирдің алюминий атомдары мен оттегі атомдары бірнеше рет реттелген алтыбұрышты кристалдық құрылымы бар.Ол тригональды кристалдық жүйеге жатады.
2. Жоғары қаттылық: Сапфир - белгілі ең қатты материалдардың бірі, Mohs қаттылығы 9. Бұл оны сызаттарға және тозуға төзімді етеді, бұл қолдану кезінде оның беріктігі мен ұзақ қызмет ету мерзіміне ықпал етеді.
3. Жарықтың өтуі: Сапфирдің, әсіресе көрінетін және жақын инфрақызыл аймақтарда тамаша жарық өткізгіштігі бар.Ол жарықты шамамен 180 нм-ден 5500 нм-ге дейін өткізе алады, бұл оны оптикалық және оптоэлектрондық қолданбалардың кең ауқымына қолайлы етеді.
4. Жылу және механикалық қасиеттер: Сапфир жақсы жылу және механикалық қасиеттерге, жоғары балқу температурасына, төмен жылу кеңею коэффициентіне және тамаша жылу өткізгіштікке ие.Ол жоғары температураға, механикалық кернеуге және термиялық циклге төтеп бере алады, бұл оны жоғары температура мен жоғары қуатты қолданбаларға қолайлы етеді.
5. Химиялық тұрақтылық: Сапфирдің химиялық тұрақтылығы жоғары және қышқылдардың, сілтілердің және органикалық еріткіштердің көпшілігіне төтеп бере алады.Бұл мүмкіндік әртүрлі қатал ортада оның беріктігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді.
6. Электр оқшаулау қасиеттері: Сапфир тамаша электр оқшаулағышы болып табылады, ол электрлік оқшаулауды немесе оқшаулауды қажет ететін қолданбалар үшін пайдалы.
7. Қолданылуы: Сапфирлік субстраттар оптоэлектроникада, жартылай өткізгіштерде, жарық диодтарында, лазерлік диодтарда, оптикалық терезелерде, сағат кристалдарында және ғылыми зерттеулерде кеңінен қолданылады.
Сапфир субстраттары оптикалық, механикалық, жылулық және химиялық қасиеттердің үйлесімі үшін жоғары бағаланады.Оның тамаша материал қасиеттері оны жоғары төзімділікті, жоғары оптикалық айқындықты, электрлік оқшаулауды және қоршаған орта элементтеріне төзімділікті талап ететін күрделі қолданбаларға қолайлы етеді.
