Safiir substraat
Kirjeldus
Safiir (Al2O3) monokristall on suurepärane multifunktsionaalne materjal.Sellel on kõrge temperatuuritaluvus, hea soojusjuhtivus, kõrge kõvadus, infrapuna läbilaskvus ja hea keemiline stabiilsus.Seda kasutatakse laialdaselt paljudes tööstuse, riigikaitse ja teadusuuringute valdkondades (näiteks kõrge temperatuuriga infrapunaaken).Samal ajal on see ka omamoodi laialdaselt kasutatav monokristall-substraadi materjal.See on praeguses sinise, violetse, valge valgusdioodi (LED) ja sinise laseri (LD) tööstuses esmavaliku substraat (galliumnitriidkile peab esmalt safiirsubstraadil olema epitaksiaalne) ning see on ka oluline ülijuhtiv aine. kile substraat.Lisaks Y-süsteemile, La-süsteemile ja teistele kõrgtemperatuursetele ülijuhtivatele kiledele saab seda kasutada ka uute praktiliste MgB2 (magneesiumdiboriid) ülijuhtivate kilede kasvatamiseks (tavaliselt korrodeerutakse MgB2 valmistamise ajal ühekristalliline substraat keemiliselt filmid).
Omadused
| Kristalli puhtus | > 99,99% |
| Sulamistemperatuur (℃) | 2040 |
| Tihedus (g/cm).3） | 3.98 |
| Kõvadus (Mho) | 9 |
| Soojuspaisumine | 7,5 (x10-6/oC) |
| Erisoojus | 0,10 ( cal /oC) |
| Soojusjuhtivus | 46.06 @ 0oC 25,12 @ 100oC, 12,56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| Dielektriline konstant | ~ 9,4 @300K A-teljel ~ 11,58@300K C-teljel |
| Loss Tangent 10 GHz juures | < 2x10-5A-teljel <5 x 10-5C-teljel |
Sapphire substraadi määratlus
Safiirsubstraat viitab läbipaistvale kristallilisele materjalile, mis on valmistatud monokristalllisest alumiiniumoksiidist (Al2O3).Mõistet "safiir" kasutatakse sageli korundi vääriskivide sordi kirjeldamiseks, mis on tavaliselt sinine.Substraatide osas tähendab safiir aga kunstlikult kasvatatud, värvituid ja kõrge puhtusastmega kristalle, mida kasutatakse mitmesugustes rakendustes.Siin on mõned põhipunktid safiirsubstraatide kohta:
1. Kristalli struktuur: Safiiril on kuusnurkne kristallstruktuur, milles alumiiniumi- ja hapnikuaatomid on korduvalt paigutatud.See kuulub trigonaalsesse kristallisüsteemi.
2. Kõrge kõvadus: Safiir on üks kõvemaid teadaolevaid materjale, mille Mohsi kõvadus on 9. See muudab selle väga kriimustus- ja kulumiskindlaks, aidates kaasa selle vastupidavusele ja kasutusea pikaealisusele.
3. Valguse läbilaskvus: Safiiril on suurepärane valguse läbilaskvus, eriti nähtavates ja lähi-infrapuna piirkondades.See suudab edastada valgust vahemikus umbes 180 nm kuni 5500 nm, muutes selle sobivaks paljude optiliste ja optoelektrooniliste rakenduste jaoks.
4. Soojus- ja mehaanilised omadused: Safiiril on head termilised ja mehaanilised omadused, kõrge sulamistemperatuur, madal soojuspaisumistegur ja suurepärane soojusjuhtivus.See talub kõrgeid temperatuure, mehaanilist pinget ja termilist tsüklit, muutes selle sobivaks kõrgel temperatuuril ja suure võimsusega rakendustes.
5. Keemiline stabiilsus: Safiiril on kõrge keemiline stabiilsus ja see talub enamikku happeid, leelisi ja orgaanilisi lahusteid.See funktsioon tagab selle vastupidavuse ja töökindluse erinevates karmides keskkondades.
6. Elektriisolatsiooni omadused: Safiir on suurepärane elektriisolaator, mis on kasulik rakenduste jaoks, mis nõuavad elektriisolatsiooni või isolatsiooni.
7. Kasutusala: Safiirsubstraate kasutatakse laialdaselt optoelektroonikas, pooljuhtides, valgusdioodides, laserdioodides, optilistes akendes, kellakristallides ja teadusuuringutes.
Safiirsubstraate hinnatakse kõrgelt nende optiliste, mehaaniliste, termiliste ja keemiliste omaduste kombinatsiooni tõttu.Selle suurepärased materjaliomadused muudavad selle sobivaks nõudlikeks rakendusteks, mis nõuavad suurt vastupidavust, suurt optilist selgust, elektriisolatsiooni ja vastupidavust keskkonnaelementidele.
