Sapphire Wafers, yang terkenal karena sifatnya yang luar biasa, telah menjadi sangat diperlukan di berbagai industri teknologi tinggi. Sebagai pemasok wafer safir terkemuka, saya sering ditanya tentang struktur kristal wafer safir. Di blog ini, saya akan mempelajari detail struktur kristal wafer safir, mengeksplorasi karakteristik uniknya dan implikasinya untuk kinerja dan aplikasi wafer ini.
Komposisi Kimia Sapphire
Sapphire adalah bentuk kristal aluminium oksida ((al_ {2} o_ {3})), yang juga dikenal sebagai corundum. Ini adalah mineral yang terjadi secara alami yang dapat ditemukan di berbagai lokasi di seluruh dunia. Bentuk murni dari (al_ {2} o_ {3}) tidak berwarna, tetapi jejak jumlah elemen lain dapat memberikan safir warna karakteristiknya. Sebagai contoh, keberadaan kromium dalam kisi kristal menghasilkan warna merah rubi, yang juga beragam corundum.
Struktur kristal safir
Sapphire memiliki struktur kristal heksagonal, khususnya milik sistem trigonal dengan kelompok ruang (r \ overline {3} C). Dalam struktur ini, aluminium ((al^{3 +})) ion dikoordinasikan secara oktahal dengan oksigen ((O^{2-})) ion, dan ion oksigen membentuk pengaturan heksagonal yang dikemas (hcp). Setiap ion aluminium dikelilingi oleh enam ion oksigen, dan setiap ion oksigen dikelilingi oleh empat ion aluminium.
Sel satuan Sapphire berisi dua unit rumus (al_ {2} o_ {3}). Parameter kisi sel unit heksagonal adalah (a = b \ neq c) dan (\ alpha = \ beta = 90^{\ circ}), (\ gamma = 120^{\ circ}). Nilai (a) adalah sekitar 4,758 Å, dan nilai (c) sekitar 12,991 Å.
Struktur kristal safir sangat dipesan, yang berkontribusi pada sifat fisik dan kimianya yang sangat baik. Ikatan kovalen dan ionik yang kuat antara ion aluminium dan oksigen menghasilkan struktur yang keras dan kaku. Ini menjadikan Sapphire salah satu bahan tersulit di Bumi, kedua setelah berlian.
Implikasi struktur kristal pada sifat
Kekerasan dan Kekuatan Mekanik
Struktur kristal heksagonal dan ikatan yang kuat antara atom -atom di wafer safir memberi mereka kekerasan dan kekuatan mekanik yang luar biasa. Sapphire memiliki kekerasan MOHS 9, yang berarti sangat tahan terhadap goresan dan abrasi. Properti ini membuat wafer safir ideal untuk aplikasi di mana ketahanan aus sangat penting, seperti dalam pembuatan kristal arloji, jendela optik, dan peralatan pemrosesan semikonduktor.
Sifat termal
Struktur kristal yang dipesan juga mempengaruhi sifat termal safir. Sapphire memiliki konduktivitas termal yang relatif tinggi, yang memungkinkannya untuk menghilangkan panas secara efisien. Ini bermanfaat dalam aplikasi di mana manajemen panas penting, seperti di dioda daya tinggi - dioda pemancar (LED) dan sistem laser. Koefisien ekspansi termal safir relatif rendah dan anisotropik, yang berarti mengembang secara berbeda ke arah yang berbeda. Properti ini perlu dipertimbangkan saat menggunakan wafer safir dalam aplikasi di mana stabilitas dimensi sangat penting.
Sifat optik
Struktur kristal safir memberikan sifat optik yang sangat baik. Sapphire transparan dalam berbagai panjang gelombang, dari ultraviolet ke inframerah. Ini memiliki indeks bias tinggi, yang memungkinkannya menekuk cahaya secara efektif. Sifat optik ini membuat wafer safir cocok untuk digunakan dalam komponen optik seperti lensa, prisma, dan jendela optik.
Aplikasi wafer safir berdasarkan struktur kristal
Industri semikonduktor
Dalam industri semikonduktor, wafer safir banyak digunakan sebagai substrat untuk pertumbuhan film tipis Gallium nitride (GAN). Struktur kristal heksagonal safir memberikan kecocokan kisi yang baik dengan GAN, yang memungkinkan pertumbuhan epitaxial berkualitas tinggi. Perangkat berbasis GaN, seperti transistor mobilitas elektron tinggi (HEMT) dan LED, memiliki kinerja yang sangat baik karena pertumbuhan kualitas tinggi pada substrat sapphire. Kami menawarkanWafer safir 4 inci,Wafer safir 6 inci, DanWafer safir 8 inciuntuk aplikasi semikonduktor.
Optik dan fotonik
Wafer sapphire juga banyak digunakan dalam aplikasi optik dan fotonik. Sifat optik mereka yang sangat baik, dikombinasikan dengan kekerasan dan stabilitas termal, membuatnya ideal untuk digunakan dalam lensa optik, jendela, dan prisma. Jendela safir biasanya digunakan di lingkungan yang keras di mana ketahanan suhu tinggi, resistensi kimia, dan resistensi goresan diperlukan, seperti dalam aplikasi kedirgantaraan dan pertahanan.
Komponen Pakaian - Tahan
Karena ketahanan dan ketahanan aus yang tinggi, wafer safir digunakan dalam pembuatan komponen yang tahan aus. Misalnya, bantalan safir digunakan dalam instrumen dan jam tangan presisi, di mana mereka dapat mengurangi gesekan dan meningkatkan umur perangkat.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, struktur kristal wafer sapphire, struktur heksagonal (al_ {2} o_ {3}), adalah kunci dari properti mereka yang luar biasa. Ikatan yang kuat dan pengaturan atom yang dipesan menghasilkan kekerasan tinggi, sifat termal dan optik yang sangat baik, dan kekuatan mekanik yang baik. Properti ini membuat wafer safir cocok untuk berbagai aplikasi di industri komponen semikonduktor, optik, dan keausan.
Sebagai pemasok wafer safir, kami berkomitmen untuk menyediakan wafer safir berkualitas tinggi dengan kontrol yang tepat atas struktur dan sifat kristal. Jika Anda tertarik dengan produk kami atau memiliki pertanyaan tentang wafer safir, jangan ragu untuk menghubungi kami untuk diskusi lebih lanjut dan negosiasi pengadaan.
Referensi
- Nassau, K. (1980). Permata yang dibuat oleh manusia. John Wiley & Sons.
- Sze, SM, & ng, KK (2007). Fisika perangkat semikonduktor. John Wiley & Sons.
- Kittel, C. (2005). Pengantar Fisika Solid State. John Wiley & Sons.