الاختلافات في تطبيق رقائق الياقوت ذات التوجهات البلورية المختلفة

الياقوت عبارة عن بلورة واحدة من أكسيد الألومنيوم. لديها نظام بلوري ثلاثي وهيكل سداسي. يتكون هيكلها البلوري من ثلاث ذرات أكسجين وذرتين من الألومنيوم مجتمعة بروابط تساهمية. تم ترتيبه بإحكام شديد وله سلاسل ربط قوية وله طاقة شبكية عالية ولا يوجد تقريبًا أي شوائب أو عيوب داخل البلورة، لذلك فهو يتمتع بعزل كهربائي ممتاز وشفافية وموصلية حرارية جيدة وخصائص صلابة عالية، ويستخدم على نطاق واسع كنوافذ بصرية. والمواد الركيزة عالية الأداء. ومع ذلك، فإن التركيب الجزيئي للياقوت معقد ومتباين الخواص. إن معالجة واستخدام التوجهات البلورية المختلفة لها تأثيرات مختلفة جدًا على الخصائص الفيزيائية المقابلة، وبالتالي فإن الاستخدامات مختلفة أيضًا. بشكل عام، تتوفر ركائز الياقوت في اتجاهات المستوى C وR وA وM.

تطبيق الياقوت الجانب C

باعتبارها من أشباه الموصلات ذات فجوة واسعة من الجيل الثالث، تتمتع مادة نيتريد الغاليوم (GaN) بخصائص مثل فجوة النطاق المباشرة الواسعة، والروابط الذرية القوية، والموصلية الحرارية العالية، والاستقرار الكيميائي الجيد (تقريبًا لا يتآكل بواسطة أي حمض) وقوية مع مقاومة ممتازة للإشعاع. ، لديها آفاق واسعة في تطبيق الإلكترونيات الضوئية، والأجهزة عالية الطاقة ذات درجة الحرارة العالية وأجهزة الميكروويف عالية التردد. ومع ذلك، نظرًا لنقطة الانصهار العالية لـ GaN، فمن الصعب حاليًا الحصول على مواد بلورية مفردة كبيرة الحجم. لذلك، هناك طريقة شائعة تتمثل في إجراء نمو غير متجانس على ركائز أخرى، والتي لديها متطلبات أعلى للمواد الركيزة.

تطبيق الياقوت الجانب

نظرًا لخصائصها الشاملة الممتازة، وخاصة نفاذيتها الممتازة، يمكن لبلورة الياقوت المفردة أن تعزز تأثير اختراق الأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها مادة مثالية لنافذة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة وقد تم استخدامها على نطاق واسع في المعدات الإلكترونية البصرية العسكرية. من بينها، الياقوت ذو الجانب A هو السطح في الاتجاه الطبيعي للسطح القطبي (الجانب C) وهو سطح غير قطبي. بشكل عام، جودة بلورات الياقوت المزروعة في الاتجاه أفضل من جودة البلورات المزروعة في الاتجاه c. لديها عدد أقل من الاضطرابات، وهياكل فسيفساء أقل وبنية بلورية أكثر اكتمالا، وما إلى ذلك، لذلك لديها أداء أفضل لنقل الضوء. في الوقت نفسه، وبسبب السطح A، فإن طريقة الترابط الذري لـ Al-O-Al-O تجعل صلابة ومقاومة التآكل للياقوت ذو الاتجاه A أعلى بكثير من تلك الموجودة في الاتجاه c. لذلك، يتم استخدام رقائق الاتجاه A في الغالب كمواد نافذة؛ بالإضافة إلى ذلك، يتميز الياقوت ذو الاتجاه A أيضًا بثبات عازل موحد وخصائص عزل عالية، لذلك يمكن استخدامه في تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة الهجينة ويمكن استخدامه أيضًا لنمو الموصلات الفائقة العالية.

تطبيق الياقوت ذو السطح R/السطح M

المستوى R هو المستوى غير القطبي للياقوت. ولذلك فإن التغيرات في موضع المستوى R في أجهزة الياقوت تمنحه خصائص ميكانيكية وحرارية وكهربائية وبصرية مختلفة. بشكل عام، تُفضل ركائز الياقوت ذات المستوى R للترسيب غير المتجانس للسيليكون، وذلك بشكل أساسي لتصنيع تطبيقات أشباه الموصلات والميكروويف والدوائر الإلكترونية الدقيقة المتكاملة. يمكن أيضًا استخدام نمو الركيزة من النوع R. مع الشعبية الحالية للهواتف الذكية وأنظمة الكمبيوتر اللوحي، حلت ركائز R-surface sapphire محل أجهزة SAW المركبة الموجودة المستخدمة في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر اللوحية، مما يوفر ركيزة جهاز يمكنها تحسين الأداء.

بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام المستوى R أو المستوى M لتنمية الطبقات الفوقي غير القطبية/شبه القطبية، مقارنةً بالركيزة الياقوتية ذات المستوى C، فإنه يمكن جزئيًا أو حتى كليًا تحسين المشكلات الناجمة عن مجال الاستقطاب في الجهاز الباعث للضوء. ولذلك، فإن المواد الأساسية المستخدمة كمصابيح LED يمكن أن تساعد في تحسين كفاءة الإضاءة. ومع ذلك، عند المعالجة أو القطع، يتم اختيار الوجه m لأن سطح القطع يكون عرضة للتشقق، ومن الصعب إعداد سطح عالي الجودة.