Safiri është një kristal i vetëm i aluminit, i përket sistemit kristalor trepalësh, strukturë gjashtëkëndore, struktura e tij kristalore është e përbërë nga tre atome oksigjeni dhe dy atome alumini në llojin e lidhjes kovalente, të rregulluara shumë afër, me zinxhir të fortë lidhjeje dhe energji rrjete, ndërsa brendësia e kristalit të tij pothuajse nuk ka papastërti ose defekte, kështu që ka izolim të shkëlqyer elektrik, transparencë, përçueshmëri të mirë termike dhe karakteristika të larta ngurtësie. Përdoret gjerësisht si dritare optike dhe materiale substrati me performancë të lartë. Megjithatë, struktura molekulare e safirit është komplekse dhe ka anizotropi, dhe ndikimi në vetitë fizike përkatëse është gjithashtu shumë i ndryshëm për përpunimin dhe përdorimin e drejtimeve të ndryshme të kristalit, kështu që përdorimi është gjithashtu i ndryshëm. Në përgjithësi, substratet e safirit janë të disponueshme në drejtimet e planit C, R, A dhe M.
Zbatimi iPllakë safiri me plan C
Nitridi i galiumit (GaN) si një gjysmëpërçues i gjeneratës së tretë me gjerësi brezash, ka një gjerësi të gjerë brezash të drejtpërdrejtë, lidhje të fortë atomike, përçueshmëri të lartë termike, stabilitet të mirë kimik (pothuajse pa korrodim nga asnjë acid) dhe aftësi të fortë anti-rrezatim, dhe ka perspektiva të gjera në aplikimin e optoelektronikës, pajisjeve me temperaturë dhe fuqi të lartë dhe pajisjeve me mikrovalë me frekuencë të lartë. Megjithatë, për shkak të pikës së lartë të shkrirjes së GaN, është e vështirë të merren materiale me kristale të vetme me përmasa të mëdha, kështu që mënyra e zakonshme është të kryhet rritja heteroepitaksiale në substrate të tjera, gjë që ka kërkesa më të larta për materialet e substratit.
Krahasuar mesubstrati i safiritme faqe të tjera kristalore, shkalla e mospërputhjes së konstantës së rrjetës midis pllakës së safirit në planin C (orientimi <0001>) dhe filmave të depozituar në grupet Ⅲ-Ⅴ dhe Ⅱ-Ⅵ (si GaN) është relativisht e vogël, dhe shkalla e mospërputhjes së konstantës së rrjetës midis të dyjave dheFilma AlNqë mund të përdoret si shtresë tampon është edhe më e vogël, dhe përmbush kërkesat e rezistencës ndaj temperaturave të larta në procesin e kristalizimit të GaN. Prandaj, është një material substrati i zakonshëm për rritjen e GaN, i cili mund të përdoret për të bërë LED të bardhë/blu/jeshil, dioda lazeri, detektorë infra të kuq e kështu me radhë.
Vlen të përmendet se filmi GaN i rritur në substratin e safirit në planin C rritet përgjatë boshtit të tij polar, domethënë, drejtimit të boshtit C, i cili nuk është vetëm një proces rritjeje i pjekur dhe një proces epitaksie, kosto relativisht e ulët, veti fizike dhe kimike të qëndrueshme, por edhe një performancë më e mirë përpunimi. Atomet e pllakës së safirit të orientuar drejt C janë të lidhura në një rregullim O-al-al-o-al-O, ndërsa kristalet e safirit të orientuar drejt M dhe A janë të lidhura në al-O-al-O. Meqenëse Al-Al ka energji më të ulët lidhjeje dhe lidhje më të dobët se Al-O, krahasuar me kristalet e safirit të orientuar drejt M dhe A, përpunimi i safirit C është kryesisht për të hapur çelësin Al-Al, i cili është më i lehtë për t'u përpunuar dhe mund të arrijë cilësi më të lartë sipërfaqësore, dhe më pas të marrë cilësi më të mirë epitaksiale të nitritit të galiumit, e cila mund të përmirësojë cilësinë e LED-ve të bardhë/blu me shkëlqim ultra të lartë. Nga ana tjetër, filmat e rritur përgjatë boshtit C kanë efekte polarizimi spontan dhe piezoelektrik, duke rezultuar në një fushë të fortë elektrike të brendshme brenda filmave (puset kuantike të shtresës aktive), gjë që zvogëlon shumë efikasitetin ndriçues të filmave GaN.
Pllakë safiri në formë A-planiaplikim
Për shkak të performancës së tij të shkëlqyer gjithëpërfshirëse, veçanërisht transmetimit të shkëlqyer, kristali i vetëm i safirit mund të përmirësojë efektin e depërtimit infra të kuq dhe të bëhet një material ideal për dritare në infra të kuqe të mesme, i cili është përdorur gjerësisht në pajisjet fotoelektrike ushtarake. Ku safiri A është një plan polar (plani C) në drejtimin normal të sipërfaqes, është një sipërfaqe jo polare. Në përgjithësi, cilësia e kristalit të safirit të orientuar në A është më e mirë se ajo e kristalit të orientuar në C, me më pak zhvendosje, më pak strukturë mozaiku dhe strukturë kristalore më të plotë, kështu që ka performancë më të mirë të transmetimit të dritës. Në të njëjtën kohë, për shkak të mënyrës së lidhjes atomike Al-O-Al-O në planin a, fortësia dhe rezistenca ndaj konsumimit të safirit të orientuar në A janë dukshëm më të larta se ato të safirit të orientuar në C. Prandaj, çipat e drejtimit A përdoren kryesisht si materiale dritareje; Përveç kësaj, safiri ka edhe konstante dielektrike uniforme dhe veti të larta izoluese, kështu që mund të aplikohet në teknologjinë hibride të mikroelektronikës, por edhe për rritjen e përçuesve të shkëlqyer, siç është përdorimi i TlBaCaCuO2 (TbBaCaCuO2), Tl-2212, rritja e filmave superpërçues heterogjenë epitaksialë në substratin kompozit të safirit të oksidit të ceriumit (CeO2). Megjithatë, edhe për shkak të energjisë së madhe të lidhjes së Al-O, është më i vështirë për t'u përpunuar.
Zbatimi iPllakë safiri R/M e sheshtë
Plani R është sipërfaqja jopolare e një safiri, kështu që ndryshimi në pozicionin e planit R në një pajisje safiri i jep asaj veti të ndryshme mekanike, termike, elektrike dhe optike. Në përgjithësi, substrati i safirit me sipërfaqe R preferohet për depozitimin heteroepitaksial të silicit, kryesisht për aplikime të qarqeve të integruara gjysmëpërçuese, mikrovalëve dhe mikroelektronikës, në prodhimin e plumbit, komponentëve të tjerë superpërçues, rezistorëve me rezistencë të lartë, arsenuri i galiumit mund të përdoret gjithashtu për rritjen e substratit të tipit R. Aktualisht, me popullaritetin e telefonave inteligjentë dhe sistemeve të tabletave kompjuterike, substrati i safirit me sipërfaqe R ka zëvendësuar pajisjet ekzistuese të përbëra SAW të përdorura për telefonat inteligjentë dhe tabletat kompjuterë, duke siguruar një substrat për pajisje që mund të përmirësojnë performancën.
Nëse ka shkelje, kontaktoni fshirjen
Koha e postimit: 16 korrik 2024