Safírový substrát
Popis
Safírový (Al2O3) monokrystal je vynikající multifunkční materiál.Má vysokou teplotní odolnost, dobrou tepelnou vodivost, vysokou tvrdost, infračervený přenos a dobrou chemickou stabilitu.Je široce používán v mnoha oblastech průmyslu, národní obrany a vědeckého výzkumu (jako je vysokoteplotní infračervené okno).Zároveň je to také druh široce používaného monokrystalického substrátového materiálu.Je to substrát první volby v současném průmyslu modrých, fialových, bílých diod emitujících světlo (LED) a modrého laseru (LD) (film nitridu galia musí být nejprve epitaxní na safírovém substrátu) a je to také důležitý supravodivý filmový substrát.Kromě Y-systému, La systému a dalších vysokoteplotních supravodivých filmů jej lze použít také k pěstování nových praktických MgB2 (diborid hořečnatý) supravodivých filmů (obvykle monokrystalický substrát bude při výrobě MgB2 chemicky zkorodován filmy).
Vlastnosti
| Křišťálová čistota | > 99,99 % |
| Bod tání (℃) | 2040 |
| Hustota (g/cm).3） | 3,98 |
| Tvrdost (Mho) | 9 |
| Teplotní roztažnost | 7,5 (x10-6/oC) |
| Specifické teplo | 0,10 ( cal /ÓC) |
| Tepelná vodivost | 46,06 @ 0oC 25,12 @ 100oC, 12,56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| Dielektrická konstanta | ~ 9,4 @ 300 K na ose A ~ 11,58 @ 300 K na ose C |
| Ztrátová tangenta na 10 GHz | < 2x10-5na ose A <5 x 10-5na ose C |
Definice safírového substrátu
Safírový substrát označuje průhledný krystalický materiál vyrobený z monokrystalického oxidu hlinitého (Al2O3).Termín "safír" se často používá k popisu odrůdy drahokamů korund, která má obvykle modrou barvu.Nicméně, pokud jde o substráty, safír odkazuje na uměle vypěstovaný, bezbarvý, vysoce čistý krystal používaný v různých aplikacích.Zde je několik klíčových bodů o safírových substrátech:
1. Krystalová struktura: Safír má hexagonální krystalovou strukturu, ve které jsou opakovaně uspořádány atomy hliníku a atomy kyslíku.Patří do trigonálního krystalového systému.
2. Vysoká tvrdost: Safír je jedním z nejtvrdších známých materiálů s tvrdostí podle Mohse 9. Díky tomu je vysoce odolný proti poškrábání a oděru, což přispívá k jeho odolnosti a dlouhé životnosti při použití.
3. Propustnost světla: Safír má vynikající propustnost světla, zejména ve viditelné a blízké infračervené oblasti.Dokáže přenášet světlo od přibližně 180 nm do 5500 nm, díky čemuž je vhodný pro širokou škálu optických a optoelektronických aplikací.
4. Tepelné a mechanické vlastnosti: Safír má dobré tepelné a mechanické vlastnosti, vysoký bod tání, nízký koeficient tepelné roztažnosti a vynikající tepelnou vodivost.Odolává vysokým teplotám, mechanickému namáhání a tepelným cyklům, díky čemuž je vhodný pro aplikace s vysokými teplotami a vysokým výkonem.
5. Chemická stabilita: Safír má vysokou chemickou stabilitu a odolává většině kyselin, zásad a organických rozpouštědel.Tato vlastnost zajišťuje jeho odolnost a spolehlivost v různých náročných prostředích.
6. Elektrické izolační vlastnosti: Safír je vynikající elektrický izolant, který je výhodný pro aplikace vyžadující elektrickou izolaci nebo izolaci.
7. Použití: Safírové substráty jsou široce používány v optoelektronice, polovodičích, diodách vyzařujících světlo, laserových diodách, optických oknech, krystalech hodinek a vědeckém výzkumu.
Safírové substráty jsou vysoce ceněny pro svou kombinaci optických, mechanických, tepelných a chemických vlastností.Díky svým vynikajícím materiálovým vlastnostem je vhodný pro náročné aplikace vyžadující vysokou životnost, vysokou optickou čistotu, elektrickou izolaci a odolnost vůči vlivům okolního prostředí.
