Hvor mye vet du om Sapphire?

Sapphire Crystaldyrkes fra aluminiumoksydpulver med høy renhet med en renhet på mer enn 99.995%. Det er det største etterspørselsområdet for aluminiumoksyd med høy renhet. Det har fordelene med høy styrke, høy hardhet og stabile kjemiske egenskaper. Det kan fungere i tøffe miljøer som høy temperatur, korrosjon og påvirkning. Det er mye brukt i forsvars- og sivil teknologi, mikroelektronikkteknologi og andre felt.

Fra aluminiumoksydpulver med høy renhet til safirkrystall

Viktige applikasjoner av safir

LED -underlag er den største påføringen av safir. Bruken av LED i belysning er den tredje revolusjonen etter lysstoffrør og energisparende lamper. Prinsippet om LED er å konvertere elektrisk energi til lysenergi. Når strømmen passerer gjennom halvlederen, kombineres hullene og elektronene, og overflødig energi frigjøres som lysenergi, og til slutt gir effekten av lysende belysning.LED -brikke -teknologier basert påEpitaksiale skiver. Gjennom lag med gassformige materialer avsatt på underlaget inkluderer underlagsmaterialene hovedsakelig silisiumsubstrat,Silisiumkarbidsubstratog safirunderlag. Blant dem har safirunderlag åpenbare fordeler i forhold til de to andre underlagsmetodene. Fordelene med safirunderlag gjenspeiles hovedsakelig i enhetsstabilitet, moden preparatsteknologi, ikke-absorpsjon av synlig lys, god lysoverføring og moderat pris. I følge data bruker 80% av LED -selskaper i verden safir som substratmateriale.

I tillegg til det ovennevnte feltet, kan safirkrystaller også brukes på mobiltelefonskjermer, medisinsk utstyr, smykkedekorasjon og andre felt. I tillegg kan de også brukes som vindusmaterialer for forskjellige vitenskapelige deteksjonsinstrumenter som linser og prismer.

Forberedelse av safirkrystaller

I 1964, Poladino, AE og Rotter, brukte BD først denne metoden på vekst av safirkrystaller. Så langt er det produsert et stort antall høykvalitets safirkrystaller. Prinsippet er: For det første blir råvarene oppvarmet til smeltepunktet for å danne en smelte, og deretter brukes et enkelt krystallfrø (dvs. frøkrystall) til å kontakte overflaten på smelten. På grunn av temperaturforskjellen er det fast-væske-grensesnittet mellom frøkrystallen og smelten superkjølt, så smelten begynner å stivne på overflaten av frøkrystallen og begynner å dyrke en enkelt krystall med samme krystallstruktur somfrø krystall. Samtidig trekkes frøkrystallen sakte oppover og roteres med en viss hastighet. Når frøkrystallen trekkes, størkes smelten gradvis ved fast-væske-grensesnittet, og deretter dannes en enkelt krystall. Dette er en metode for å dyrke krystaller fra en smelte ved å trekke en frøkrystall, som kan fremstille enkeltkrystaller av høy kvalitet fra smelten. Det er en av de ofte brukte krystallvekstmetodene.

Fordelene ved å bruke czochRalski -metoden for å dyrke krystaller er:

(1) Vekstraten er rask, og enkeltkrystaller av høy kvalitet kan dyrkes på kort tid; 

(2) Krystallen vokser på overflaten av smelten og kontakter ikke digelveggen, noe som effektivt kan redusere krystallens indre belastning og forbedre krystallkvaliteten. 

Imidlertid er en stor ulempe med denne metoden for å dyrke krystaller at diameteren på krystallen som kan dyrkes er liten, noe som ikke bidrar til veksten av store krystaller.

Kyropoulos -metode for voksende safirkrystaller

Kyropoulos -metoden, oppfunnet av Kyropouls i 1926, blir referert til som KY -metode. Prinsippet ligner på czochralski -metoden, det vil si at frøkrystallen blir brakt i kontakt med overflaten av smelten og deretter sakte trukket oppover. Imidlertid, etter at frøkrystallen trekkes oppover i en periode for å danne en krystallhals, blir frøkrystallen ikke lenger trukket opp eller rotert etter størkningshastigheten til grensesnittet mellom smelten og frøkrystallen er stabil. Enkeltkrystallen blir gradvis størknet fra topp til bunn ved å kontrollere kjølehastigheten, og til slutt enenkeltkrystalldannes.

Produktene produsert av Kibbling-prosessen har kjennetegnene på høy kvalitet, lav defekttetthet, stor størrelse og bedre kostnadseffektivitet.

Sapphire krystallvekst ved guidet muggmetode

Som en spesiell krystallvekstteknologi brukes den guidede formmetoden i følgende prinsipp: Ved å plassere et høyt smeltepunktsmelt i formen, suges smelten på formen av kapillærvirkningen av formen for å oppnå kontakt med frøkrystallen, og en enkelt krystall kan dannes under frøkrystalltrekking og kontinuerlig størkning. Samtidig har kantstørrelsen og formen på formen visse begrensninger på krystallstørrelsen. Derfor har denne metoden visse begrensninger i søknadsprosessen og er bare anvendelig for spesielle formede safirkrystaller som rørformet og U-formet.

Sapphire krystallvekst ved varmeutvekslingsmetode

Varmeutvekslingsmetoden for å fremstille safirkrystaller i stor størrelse ble oppfunnet av Fred Schmid og Dennis i 1967. Varmeutvekslingsmetoden har god termisk isolasjonseffekt, kan uavhengig kontrollere temperaturgradienten til smelten og krystallen, har god kontrollerbarhet, og er lettere å dyrke safirkrystaller med lav dislokasjon og stor størrelse.

Fordelen med å bruke varmeutvekslingsmetoden for å vokse safirkrystaller er at digelen, krystallen og varmeren ikke beveger seg under krystallvekst, og eliminerer strekkvirkningen til KYVO -metoden og trekkmetoden, reduserer menneskelige interferensfaktorer og dermed unngå krystallfeil forårsaket av mekanisk bevegelse; Samtidig kan kjølehastigheten kontrolleres for å redusere krystalltermisk stress og de resulterende krystallsprekker og dislokasjonsdefekter, og kan dyrke større krystaller. Det er lettere å operere og har gode utviklingsutsikter.

Referansekilder:

[1] Zhu Zhenfeng. Forskning på overflatemorfologi og sprekkskader på safirkrystaller ved diamanttråd sag skiver

[2] Chang Hui. Applikasjonsforskning på storstørrelse Sapphire Crystal Growth Technology

[3] Zhang Xueping. Forskning på safirkrystallvekst og LED -anvendelse

[4] Liu Jie. Oversikt over safirkrystallforberedelsesmetoder og egenskaper