Substrato di zaffiro
Descrizione
Il cristallo singolo di zaffiro (Al2O3) è un eccellente materiale multifunzionale.Ha resistenza alle alte temperature, buona conduzione del calore, elevata durezza, trasmissione a infrarossi e buona stabilità chimica.È ampiamente utilizzato in molti campi dell'industria, della difesa nazionale e della ricerca scientifica (come la finestra a infrarossi ad alta temperatura).Allo stesso tempo, è anche una sorta di materiale di substrato a cristallo singolo ampiamente utilizzato.È il substrato di prima scelta nell'attuale settore dei diodi a emissione di luce blu, viola e bianca (LED) e del laser blu (LD) (la pellicola di nitruro di gallio deve prima essere epitassiale sul substrato di zaffiro) ed è anche un importante superconduttore substrato della pellicola.Oltre al sistema Y, al sistema La e ad altri film superconduttori ad alta temperatura, può anche essere utilizzato per far crescere nuovi pratici film superconduttori di MgB2 (diboruro di magnesio) (di solito il substrato monocristallino verrà corroso chimicamente durante la fabbricazione di MgB2 film).
Proprietà
| Purezza del cristallo | > 99,99% |
| Punto di fusione (℃) | 2040 |
| Densità（g/cm3） | 3,98 |
| Durezza (Mho) | 9 |
| Dilatazione termica | 7,5 (x10-6/oC) |
| Calore specifico | 0,10 (cal/oC) |
| Conduttività termica | 46.06@0oC 25.12@100oC, 12.56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| Costante dielettrica | ~ 9,4 @300K sull'asse A ~ 11,58@ 300K sull'asse C |
| Perdita tangente a 10 GHz | <2x10-5sull'asse A, <5 x10-5sull'asse C |
Definizione del substrato di zaffiro
Il substrato di zaffiro si riferisce a un materiale cristallino trasparente costituito da ossido di alluminio monocristallino (Al2O3).Il termine "zaffiro" è spesso usato per descrivere la varietà di pietre preziose del corindone, che solitamente è di colore blu.Tuttavia, in termini di substrati, lo zaffiro si riferisce a un cristallo coltivato artificialmente, incolore e di elevata purezza, utilizzato in una varietà di applicazioni.Ecco alcuni punti chiave sui substrati di zaffiro:
1. Struttura cristallina: lo zaffiro ha una struttura cristallina esagonale in cui gli atomi di alluminio e gli atomi di ossigeno sono disposti ripetutamente.Appartiene al sistema cristallino trigonale.
2. Elevata durezza: lo zaffiro è uno dei materiali più duri conosciuti, con una durezza Mohs di 9. Ciò lo rende altamente resistente ai graffi e all'abrasione, contribuendo alla sua durata e longevità nell'applicazione.
3. Trasmissione della luce: lo zaffiro ha un'eccellente trasmissione della luce, soprattutto nelle regioni del visibile e del vicino infrarosso.Può trasmettere luce da circa 180 nm a 5500 nm, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni ottiche e optoelettroniche.
4. Proprietà termiche e meccaniche: lo zaffiro ha buone proprietà termiche e meccaniche, alto punto di fusione, basso coefficiente di dilatazione termica ed eccellente conduttività termica.Può resistere alle alte temperature, alle sollecitazioni meccaniche e ai cicli termici, rendendolo adatto per applicazioni ad alta temperatura e ad alta potenza.
5. Stabilità chimica: lo zaffiro ha un'elevata stabilità chimica e può resistere alla maggior parte degli acidi, alcali e solventi organici.Questa caratteristica ne garantisce la durata e l'affidabilità in vari ambienti difficili.
6. Proprietà di isolamento elettrico: lo zaffiro è un eccellente isolante elettrico, vantaggioso per le applicazioni che richiedono isolamento o isolamento elettrico.
7. Applicazione: i substrati in zaffiro sono ampiamente utilizzati nell'optoelettronica, nei semiconduttori, nei diodi emettitori di luce, nei diodi laser, nelle finestre ottiche, nei cristalli degli orologi e nella ricerca scientifica.
I substrati di zaffiro sono molto apprezzati per la loro combinazione di proprietà ottiche, meccaniche, termiche e chimiche.Le sue eccezionali proprietà del materiale lo rendono adatto per applicazioni impegnative che richiedono elevata durabilità, elevata chiarezza ottica, isolamento elettrico e resistenza agli elementi ambientali.
