هل هناك أيضًا اختلافات في تطبيق رقائق الياقوت ذات التوجهات البلورية المختلفة؟

الياقوت هو بلورة أحادية من الألومينا، ينتمي إلى نظام بلوري ثلاثي الأجزاء، ذو بنية سداسية، يتكون بنيته البلورية من ثلاث ذرات أكسجين وذرتين من الألومنيوم في رابطة تساهمية، مرتبة بشكل وثيق للغاية، مع سلسلة رابطة قوية وطاقة شبكية. في حين أن داخل البلورة خالٍ تقريبًا من الشوائب أو العيوب، لذلك يتميز بعزل كهربائي ممتاز وشفافية وموصلية حرارية جيدة وخصائص صلابة عالية. يستخدم على نطاق واسع كنافذة بصرية ومواد ركيزة عالية الأداء. ومع ذلك، فإن التركيب الجزيئي للياقوت معقد ويوجد فيه تباين، كما أن التأثير على الخصائص الفيزيائية المقابلة يختلف أيضًا اختلافًا كبيرًا باختلاف اتجاهات البلورة المختلفة، وبالتالي يختلف الاستخدام أيضًا. بشكل عام، تتوفر ركائز الياقوت في اتجاهات المستوى C وR وA وM.

تطبيقرقاقة الياقوت ذات المستوى C

نتريد الغاليوم (GaN)، وهو أشباه موصلات من الجيل الثالث واسعة النطاق، يتميز بفجوة نطاق مباشرة واسعة، ورابطة ذرية قوية، وموصلية حرارية عالية، واستقرار كيميائي جيد (يكاد يكون خاليًا من التآكل بسبب أي حمض)، وقدرة عالية على مقاومة الإشعاع. وله آفاق واسعة في تطبيقات الإلكترونيات الضوئية، وأجهزة الطاقة ودرجات الحرارة العالية، وأجهزة الموجات الدقيقة عالية التردد. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع درجة انصهار نتريد الغاليوم، يصعب الحصول على مواد أحادية البلورات كبيرة الحجم، لذا فإن الطريقة الشائعة هي إجراء عملية نمو غير متجانس على ركائز أخرى، مما يتطلب متطلبات أعلى للمواد الأساسية.

بالمقارنة معركيزة الياقوتمع وجوه بلورية أخرى، فإن معدل عدم تطابق ثابت الشبكة بين رقاقة الياقوت في المستوى C (اتجاه <0001>) والأغشية المترسبة في المجموعات Ⅲ-Ⅴ وⅡ-Ⅵ (مثل GaN) صغير نسبيًا، ومعدل عدم تطابق ثابت الشبكة بين الاثنين وأفلام AlNالطبقة العازلة التي تُستخدم كطبقة عازلة أصغر حجمًا، وتلبي متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية في عملية تبلور نيتريد الغاليوم. لذلك، تُعدّ مادة أساسية شائعة لنمو نيتريد الغاليوم، ويمكن استخدامها في صناعة مصابيح LED بيضاء/زرقاء/خضراء، وثنائيات الليزر، وكاشفات الأشعة تحت الحمراء، وغيرها.

تجدر الإشارة إلى أن فيلم GaN المزروع على ركيزة الياقوت C-plane ينمو على طول محوره القطبي، أي اتجاه المحور C، وهو ليس فقط عملية نمو ناضجة وعملية تراكب، وتكلفة منخفضة نسبيًا، وخصائص فيزيائية وكيميائية مستقرة، ولكن أيضًا أداء معالجة أفضل. ترتبط ذرات رقاقة الياقوت الموجهة إلى C في ترتيب O-al-al-o-al-O، بينما ترتبط بلورات الياقوت الموجهة إلى M والموجهة إلى A في al-O-al-O. نظرًا لأن Al-Al لديه طاقة رابطة أقل ورابطة أضعف من Al-O، مقارنة ببلورات الياقوت الموجهة إلى M والموجهة إلى A، فإن معالجة الياقوت C هي بشكل أساسي لفتح مفتاح Al-Al، وهو أسهل في المعالجة، ويمكن الحصول على جودة سطح أعلى، ثم الحصول على جودة تراكب نيتريد الغاليوم أفضل، والتي يمكن أن تحسن جودة LED الأبيض / الأزرق فائق السطوع. من ناحية أخرى، فإن الأفلام المزروعة على طول المحور C لها تأثيرات استقطاب تلقائية وكهربائية، مما يؤدي إلى نشوء مجال كهربائي داخلي قوي داخل الأفلام (آبار الكم في الطبقة النشطة)، مما يقلل بشكل كبير من الكفاءة الضوئية لأفلام GaN.

رقاقة الياقوت على شكل حرف Aطلب

بسبب أدائها الشامل الممتاز، وخاصة نفاذيتها الممتازة، يمكن لبلورة الياقوت الأحادية أن تعزز تأثير اختراق الأشعة تحت الحمراء، وتصبح مادة نافذة مثالية للأشعة تحت الحمراء المتوسطة، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في المعدات الكهروضوئية العسكرية. حيث يكون الياقوت A مستويًا قطبيًا (مستوي C) في الاتجاه الطبيعي للوجه، فهو سطح غير قطبي. بشكل عام، تكون جودة بلورة الياقوت الموجهة إلى A أفضل من جودة بلورة الياقوت الموجهة إلى C، مع خلع أقل وبنية فسيفسائية أقل وبنية بلورية أكثر اكتمالًا، وبالتالي تتمتع بأداء نفاذية ضوء أفضل. في الوقت نفسه، نظرًا لوضع الرابطة الذرية Al-O-Al-O على المستوى a، فإن صلابة ومقاومة التآكل للياقوت الموجه إلى A أعلى بكثير من صلابة الياقوت الموجه إلى C. لذلك، تُستخدم الرقائق ذات الاتجاه A في الغالب كمواد نافذة؛ بالإضافة إلى ذلك، يتميز الياقوت A بثابت عازل موحد وخصائص عزل عالية، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة الهجينة، وكذلك في تطوير موصلات فائقة الجودة، مثل استخدام TlBaCaCuO (TbBaCaCuO) وTl-2212، وتنمية أغشية فائقة التوصيل متراكبة غير متجانسة على ركيزة مركبة من أكسيد السيريوم (CeO2) من الياقوت. ومع ذلك، نظرًا لطاقة الرابطة العالية لـ Al-O، فإن معالجته أكثر صعوبة.

تطبيقرقاقة الياقوت المستوية R/M

السطح R هو السطح غير القطبي للياقوت، لذا فإن تغيير موضعه في جهاز الياقوت يمنحه خصائص ميكانيكية وحرارية وكهربائية وبصرية مختلفة. بشكل عام، تُفضل ركيزة الياقوت ذات السطح R في ترسيب السيليكون غير المتجانس، وخاصةً في تطبيقات أشباه الموصلات والموجات الدقيقة والدوائر المتكاملة الإلكترونية الدقيقة، وفي إنتاج الرصاص، ومكونات فائقة التوصيل أخرى، ومقاومات عالية المقاومة، كما يمكن استخدام زرنيخيد الغاليوم لنمو ركيزة من النوع R. في الوقت الحالي، ومع شيوع استخدام الهواتف الذكية وأنظمة الكمبيوتر اللوحية، حلت ركيزة الياقوت ذات السطح R محل أجهزة SAW المركبة الحالية المستخدمة في الهواتف الذكية والكمبيوتر اللوحي، مما يوفر ركيزة للأجهزة التي يمكنها تحسين الأداء.

في حالة وجود انتهاك، يرجى الاتصال بالحذف