Podłoże szafirowe
Opis
Monokryształ szafiru (Al2O3) to doskonały materiał wielofunkcyjny.Ma odporność na wysoką temperaturę, dobre przewodzenie ciepła, wysoką twardość, transmisję podczerwieni i dobrą stabilność chemiczną.Jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach przemysłu, obrony narodowej i badaniach naukowych (takich jak wysokotemperaturowe okno podczerwieni).Jednocześnie jest to również rodzaj szeroko stosowanego materiału podłoża monokrystalicznego.Jest to podłoże pierwszego wyboru w obecnym przemyśle diod elektroluminescencyjnych (LED) i niebieskiego lasera (LD) (warstwa azotku galu musi być najpierw epitaksjalna na podłożu szafirowym), a także jest ważnym materiałem nadprzewodzącym podłoże foliowe.Oprócz układu Y, układu La i innych wysokotemperaturowych folii nadprzewodzących, można go również wykorzystać do hodowli nowych praktycznych folii nadprzewodzących MgB2 (dwuborku magnezu) (zwykle podłoże monokrystaliczne będzie korodowane chemicznie podczas wytwarzania MgB2 filmy).
Nieruchomości
| Kryształowa czystość | > 99,99% |
| Temperatura topnienia (℃) | 2040 |
| Gęstość (g/cm3） | 3,98 |
| Twardość (Mho) | 9 |
| Rozszerzalność cieplna | 7,5 (x10-6/oC) |
| Ciepło właściwe | 0,10 ( kal /oC) |
| Przewodność cieplna | 46,06 @ 0oC 25,12 @ 100oC, 12,56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| Stała dielektryczna | ~ 9,4 @ 300 K na osi A ~ 11,58 @ 300 K na osi C |
| Tangens straty przy 10 GHz | < 2x10-5na osi A, <5 x10-5na osi C |
Definicja podłoża szafirowego
Podłoże szafirowe odnosi się do przezroczystego krystalicznego materiału wykonanego z monokrystalicznego tlenku glinu (Al2O3).Termin „szafir” jest często używany do opisania odmiany kamienia szlachetnego korundu, który zwykle ma kolor niebieski.Jednakże, jeśli chodzi o substraty, szafir odnosi się do sztucznie wyhodowanego, bezbarwnego kryształu o wysokiej czystości, stosowanego w różnych zastosowaniach.Oto kilka kluczowych punktów na temat podłoży szafirowych:
1. Struktura krystaliczna: Szafir ma sześciokątną strukturę krystaliczną, w której wielokrotnie rozmieszczone są atomy glinu i atomy tlenu.Należy do układu kryształów trygonalnych.
2. Wysoka twardość: Szafir jest jednym z najtwardszych znanych materiałów, o twardości w skali Mohsa wynoszącej 9. Dzięki temu jest wysoce odporny na zarysowania i ścieranie, co przyczynia się do jego trwałości i długowieczności w zastosowaniu.
3. Transmisja światła: Szafir charakteryzuje się doskonałą przepuszczalnością światła, zwłaszcza w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni.Może przepuszczać światło w zakresie od około 180 nm do 5500 nm, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań optycznych i optoelektronicznych.
4. Właściwości termiczne i mechaniczne: Szafir ma dobre właściwości termiczne i mechaniczne, wysoką temperaturę topnienia, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i doskonałą przewodność cieplną.Może wytrzymać wysokie temperatury, naprężenia mechaniczne i cykle termiczne, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających wysokich temperatur i dużej mocy.
5. Stabilność chemiczna: Szafir ma wysoką stabilność chemiczną i jest odporny na większość kwasów, zasad i rozpuszczalników organicznych.Ta cecha zapewnia jego trwałość i niezawodność w różnych trudnych warunkach.
6. Właściwości izolacji elektrycznej: Szafir jest doskonałym izolatorem elektrycznym, co jest korzystne w zastosowaniach wymagających izolacji elektrycznej lub izolacji.
7. Zastosowanie: Podłoża szafirowe są szeroko stosowane w optoelektronice, półprzewodnikach, diodach elektroluminescencyjnych, diodach laserowych, oknach optycznych, kryształach zegarków i badaniach naukowych.
Podłoża szafirowe są wysoko cenione ze względu na połączenie właściwości optycznych, mechanicznych, termicznych i chemicznych.Jego wyjątkowe właściwości materiałowe sprawiają, że nadaje się do wymagających zastosowań wymagających wysokiej trwałości, wysokiej przejrzystości optycznej, izolacji elektrycznej i odporności na czynniki środowiskowe.
