ໃນຊີວິດປະຈໍາວັນ, ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດແລະ smartwatch ໄດ້ກາຍເປັນຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້. ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ກາຍເປັນຂະຫນາດນ້ອຍນັບມື້ນັບແຕ່ມີອໍານາດຫຼາຍຂຶ້ນ. ທ່ານເຄີຍສົງໄສວ່າສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ການວິວັດທະນາການຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງພວກເຂົາ? ຄໍາຕອບແມ່ນຢູ່ໃນວັດສະດຸ semiconductor, ແລະໃນມື້ນີ້, ພວກເຮົາສຸມໃສ່ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດໃນບັນດາພວກເຂົາ - sapphire crystal.
ໄປເຊຍກັນ Sapphire, ຕົ້ນຕໍແມ່ນປະກອບດ້ວຍα-Al₂O₃, ປະກອບດ້ວຍສາມອະຕອມອົກຊີເຈນແລະສອງປະລໍາມະນູອາລູມິນຽມທີ່ຜູກມັດ covalently, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ hexagonal. ໃນຂະນະທີ່ມັນຄ້າຍຄືກັບ sapphire ລະດັບ gem ໃນຮູບລັກສະນະ, ໄປເຊຍກັນ sapphire ອຸດສາຫະກໍາເນັ້ນຫນັກເຖິງປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າ. inert ທາງເຄມີ, ມັນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາແລະທົນທານຕໍ່ອາຊິດແລະເປັນດ່າງ, ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ "ໄສ້ເຄມີ" ທີ່ຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໂປ່ງໃສ optical ທີ່ດີເລີດ, ຊ່ວຍໃຫ້ລະບົບສາຍສົ່ງແສງສະຫວ່າງມີປະສິດທິພາບ; ການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ປ້ອງກັນການ overheating; ແລະ insulation ໄຟຟ້າທີ່ໂດດເດັ່ນ, ຮັບປະກັນການສົ່ງສັນຍານທີ່ຫມັ້ນຄົງໂດຍບໍ່ມີການຮົ່ວໄຫຼ. ໃນທາງກົນຈັກ, sapphire ມີຄວາມແຂງກະດ້າງ Mohs ຂອງ 9, ເປັນອັນດັບສອງພຽງແຕ່ເພັດ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມສວມໃສ່ແລະທົນທານຕໍ່ການເຊາະເຈື່ອນ - ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ.
ອາວຸດລັບໃນການຜະລິດຊິບ
(1) ວັດສະດຸຫຼັກສໍາລັບຊິບພະລັງງານຕ່ໍາ
ເນື່ອງຈາກທ່າອ່ຽງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໄປສູ່ miniaturization ແລະປະສິດທິພາບສູງ, chip ພະລັງງານຕ່ໍາໄດ້ກາຍເປັນທີ່ສໍາຄັນ. ຊິບແບບດັ້ງເດີມທົນທຸກຈາກການເຊື່ອມໂຊມຂອງ insulation ທີ່ມີຄວາມຫນາ nanoscale, ນໍາໄປສູ່ການຮົ່ວໄຫຼໃນປະຈຸບັນ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ overheating, ເຊິ່ງ compromises ຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຊີວິດຕະຫຼອດຊີວິດ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ສະຖາບັນຈຸລະພາກແລະເຕັກໂນໂລຊີຂໍ້ມູນຂ່າວສານຊຽງໄຮ້ (SIMIT), ສະຖາບັນວິທະຍາສາດຂອງຈີນ, ພັດທະນາ wafers sapphire dielectric ທຽມໂດຍນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການຜຸພັງຂອງໂລຫະ intercalated, ປ່ຽນອາລູມິນຽມໄປເຊຍຕາດຽວເປັນອາລູມິນຽມ crystal ດຽວ (sapphire). ຢູ່ທີ່ຄວາມຫນາ 1 nm, ວັດສະດຸນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນກະແສການຮົ່ວໄຫຼຕ່ໍາສຸດ, ປະສິດທິພາບດີກວ່າ dielectrics amorphous ທໍາມະດາໂດຍສອງຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດໃນການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງລັດແລະການປັບປຸງຄຸນນະພາບການໂຕ້ຕອບກັບ 2D semiconductors. ການປະສົມປະສານນີ້ກັບວັດສະດຸ 2D ຊ່ວຍໃຫ້ຊິບພະລັງງານຕ່ໍາ, ຍືດອາຍຸຫມໍ້ໄຟໃນໂທລະສັບສະຫຼາດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ AI ແລະ IoT.
(2) ຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບ Gallium Nitride (GaN)
ໃນຂົງເຂດ semiconductor, gallium nitride (GaN) ໄດ້ກາຍເປັນດາວທີ່ເຫລື້ອມຍ້ອນຄວາມໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ. ໃນຖານະທີ່ເປັນວັດສະດຸ semiconductor ແຖບກວ້າງທີ່ມີ bandgap ຂອງ 3.4 eV—ຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າຊິລິຄອນ 1.1 eV—GaN ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການນໍາໃຊ້ອຸນຫະພູມສູງ, ແຮງດັນສູງ, ແລະຄວາມຖີ່ສູງ. ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງແລະຄວາມແຂງແຮງຂອງພາກສະຫນາມການທໍາລາຍທີ່ສໍາຄັນເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມສະຫວ່າງສູງ. ໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ອຸປະກອນທີ່ອີງໃສ່ GaN ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນດ້ວຍການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາ, ສະເຫນີປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າໃນການປ່ຽນແປງພະລັງງານແລະການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານ. ໃນການສື່ສານໄມໂຄເວຟ, GaN ເປີດໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ, ພະລັງງານສູງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ 5G, ປັບປຸງຄຸນນະພາບການສົ່ງສັນຍານແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ.
ແກ້ວ Sapphire ຖືກຖືວ່າເປັນ "ຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ສົມບູນແບບ" ສໍາລັບ GaN. ເຖິງແມ່ນວ່າເສັ້ນດ່າງຂອງມັນບໍ່ກົງກັນກັບ GaN ແມ່ນສູງກວ່າຂອງ silicon carbide (SiC), substrates sapphire ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາໃນໄລຍະ GaN epitaxy, ສະຫນອງພື້ນຖານທີ່ຫມັ້ນຄົງສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ GaN. ນອກຈາກນັ້ນ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດແລະຄວາມໂປ່ງໃສທາງ optical ຂອງ sapphire ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນອຸປະກອນ GaN ທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນການດໍາເນີນງານແລະປະສິດທິພາບຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຄຸນສົມບັດ insulation ໄຟຟ້າທີ່ດີກວ່າຂອງມັນເພີ່ມເຕີມຫຼຸດຜ່ອນການລົບກວນສັນຍານແລະການສູນເສຍພະລັງງານ. ການປະສົມປະສານຂອງ sapphire ແລະ GaN ໄດ້ນໍາໄປສູ່ການພັດທະນາອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ລວມທັງ LEDs ທີ່ອີງໃສ່ GaN, ເຊິ່ງຄອບງໍາຕະຫຼາດແສງສະຫວ່າງແລະຈໍສະແດງຜົນ - ຈາກຫລອດໄຟ LED ໃນຄົວເຮືອນໄປຫາຫນ້າຈໍກາງແຈ້ງຂະຫນາດໃຫຍ່ - ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ laser diodes ທີ່ໃຊ້ໃນການສື່ສານ optical ແລະການປະມວນຜົນ laser ຄວາມຊັດເຈນ.
wafer GaN-on-sapphire ຂອງ XKH
ການຂະຫຍາຍຂອບເຂດຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ Semiconductor
(1) "ໄສ້" ໃນການນໍາໃຊ້ທາງທະຫານແລະການບິນອະວະກາດ
ອຸປະກອນໃນການນໍາໃຊ້ທາງທະຫານແລະຍານອາວະກາດມັກຈະດໍາເນີນການພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ຮຸນແຮງ. ໃນອາວະກາດ, ຍານອະວະກາດອົດທົນກັບອຸນຫະພູມເກືອບສູນ, ລັງສີຂອງດາວເຄາະທີ່ຮຸນແຮງ, ແລະສິ່ງທ້າທາຍຂອງສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດ. ຂະນະດຽວກັນ, ເຮືອບິນທະຫານ, ປະເຊີນກັບອຸນຫະພູມຫນ້າດິນເກີນ 1,000 ອົງສາ C ເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນທາງອາກາດໃນລະຫວ່າງການບິນຄວາມໄວສູງ, ພ້ອມກັບການໂຫຼດກົນຈັກສູງແລະການລົບກວນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ.
ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ Sapphire crystal ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນຂົງເຂດເຫຼົ່ານີ້. ຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງພິເສດຂອງມັນ - ທົນທານຕໍ່ສູງເຖິງ 2,045 ° C ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ - ຮັບປະກັນການປະຕິບັດທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມແຂງຂອງລັງສີຂອງມັນຍັງຮັກສາການທໍາງານໃນສະພາບແວດລ້ອມ cosmic ແລະ nuclear, ປ້ອງກັນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ລະອຽດອ່ອນຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ນໍາໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງ sapphire ໃນປ່ອງຢ້ຽມ infrared (IR) ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ໃນລະບົບການຊີ້ນໍາຂອງລູກສອນໄຟ, ປ່ອງຢ້ຽມ IR ຕ້ອງຮັກສາຄວາມຊັດເຈນຂອງ optical ພາຍໃຕ້ຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມໄວທີ່ສຸດເພື່ອຮັບປະກັນການກວດພົບເປົ້າຫມາຍທີ່ຖືກຕ້ອງ. ປ່ອງຢ້ຽມ IR ທີ່ອີງໃສ່ Sapphire ປະສົມປະສານຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນສູງກັບການສົ່ງ IR ທີ່ດີກວ່າ, ປັບປຸງຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຄໍາແນະນໍາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຢູ່ໃນອາວະກາດ, ແກບໄພ້ປົກປ້ອງລະບົບແສງດາວທຽມ, ເຮັດໃຫ້ຮູບພາບທີ່ຊັດເຈນໃນສະພາບວົງໂຄຈອນທີ່ຮຸນແຮງ.
ຂອງ XKHປ່ອງຢ້ຽມ optical sapphire
(2) ມູນນິທິໃໝ່ສຳລັບຕົວນຳຊຸບເປີ້ ແລະຈຸລະພາກອີເລັກໂທຣນິກ
ໃນ superconductivity, sapphire ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ substrate ທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສໍາລັບການ superconducting ຮູບເງົາບາງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການ conduction ຕ້ານສູນ - ປະຕິວັດການສົ່ງໄຟຟ້າ, ລົດໄຟ maglev, ແລະລະບົບ MRI. ຮູບເງົາທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງຕ້ອງການແຜ່ນຮອງທີ່ມີໂຄງສ້າງເສັ້ນລວດທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງ sapphire ກັບວັດສະດຸເຊັ່ນ magnesium diboride (MgB₂) ຊ່ວຍໃຫ້ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນໃນປະຈຸບັນທີ່ສໍາຄັນແລະພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ສໍາຄັນ. ຕົວຢ່າງ, ສາຍໄຟທີ່ໃຊ້ຮູບເງົາ superconducting ທີ່ຮອງຮັບ sapphire ປັບປຸງປະສິດທິພາບການສົ່ງໄຟຟ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານ.
ໃນຈຸລະພາກອີເລັກໂທຣນິກ, ຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ sapphire ທີ່ມີການວາງທິດທາງຂອງ crystallographic ສະເພາະເຊັ່ນ: ຍົນ R-plane (<1-102>) ແລະ A-plane (<11-20>)—ເປີດການນຳໃຊ້ຊັ້ນ epitaxial ຊິລິຄອນທີ່ປັບແຕ່ງສະເພາະສຳລັບວົງຈອນປະສົມປະສານຂັ້ນສູງ (ICs). R-plane sapphire ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບົກຜ່ອງຂອງຜລຶກໃນ IC ຄວາມໄວສູງ, ເລັ່ງຄວາມໄວໃນການດໍາເນີນງານແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ໃນຂະນະທີ່ຄຸນສົມບັດ insulating ຂອງ sapphire ຂອງ A-plane ແລະ permittivity ເອກະພາບ optimize microelectronics hybrid ແລະການປະສົມປະສານ superconductor ອຸນຫະພູມສູງ. ແຜ່ນຍ່ອຍເຫຼົ່ານີ້ຮອງໃສ່ຊິບຫຼັກໃນຄອມພິວເຕີທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແລະໂຄງສ້າງພື້ນຖານໂທລະຄົມມະນາຄົມ.
XKH'sກlN-on-NPSS Wafer
ອະນາຄົດຂອງ Sapphire Crystal ໃນ Semiconductors
Sapphire ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄຸນຄ່າອັນມະຫາສານແລ້ວໃນທົ່ວ semiconductors, ຈາກການຜະລິດ chip ກັບ aerospace ແລະ superconductors. ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຢີກ້າວຫນ້າ, ບົດບາດຂອງມັນຈະຂະຫຍາຍອອກໄປຕື່ມອີກ. ໃນປັນຍາປະດິດ, ຊິບທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ຮອງຮັບ sapphire ຈະຊຸກຍູ້ໃຫ້ຄວາມກ້າວໜ້າຂອງ AI ໃນການດູແລສຸຂະພາບ, ການຂົນສົ່ງ, ແລະການເງິນ. ໃນ quantum computing, ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸຂອງ sapphire ວາງຕໍາແຫນ່ງມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ດີສໍາລັບການລວມ qubit. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ອຸປະກອນ GaN-on-sapphire ຈະຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສຳລັບຮາດແວການສື່ສານ 5G/6G. ກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ, ຫີນກາວຈະຍັງຄົງເປັນພື້ນຖານຂອງການປະດິດສ້າງ semiconductor, ຊຸກຍູ້ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຂອງມະນຸດ.
XKH's GaN-on-sapphire epitaxial wafer
XKH ສະຫນອງປ່ອງຢ້ຽມ optical sapphire ທີ່ມີເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາແລະການແກ້ໄຂ wafer GaN-on-sapphire ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ກ້າວຫນ້າ. ການໃຊ້ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຄຣິສຕະຈັກທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງ ແລະເທັກໂນໂລຍີການຂັດສີ nanoscale, ພວກເຮົາສະໜອງປ່ອງຢ້ຽມ sapphire ultra-ຮາບພຽງດ້ວຍການສົ່ງຜ່ານພິເສດຈາກ UV ໄປຫາ IR spectra, ເໝາະສຳລັບການບິນອະວະກາດ, ການປ້ອງກັນ, ແລະລະບົບເລເຊີທີ່ມີພະລັງສູງ.
ເວລາປະກາດ: 18-04-2025
