מצע ספיר
תיאור
ספיר (Al2O3) יחיד גביש הוא חומר רב תכליתי מעולה.יש לו עמידות בטמפרטורה גבוהה, הולכת חום טובה, קשיות גבוהה, שידור אינפרא אדום ויציבות כימית טובה.הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים של תעשייה, הגנה לאומית ומחקר מדעי (כגון חלון אינפרא אדום בטמפרטורה גבוהה).יחד עם זאת, זהו גם סוג של חומר מצע יחיד בשימוש נרחב.זהו המצע הבחירה הראשון בתעשיית הדיודה פולטת האור הכחולה, הסגולה הלבנה (LED) והלייזר הכחול (LD) (סרט גליום ניטריד צריך להיות אפיטקסיאלי על מצע הספיר תחילה), והוא גם מוליך-על חשוב מצע סרט.בנוסף למערכת ה-Y, מערכת La וסרטים מוליכי-על אחרים בטמפרטורה גבוהה, ניתן להשתמש בו גם לגידול סרטים מוליכי-על מעשיים חדשים של MgB2 (מגנזיום דיבוריד) (בדרך כלל המצע החד-גבישי יחול חלודה כימית במהלך ייצור MgB2 סרטים).
נכסים
| טוהר קריסטל | > 99.99% |
| נקודת התכה (℃) | 2040 |
| צפיפות (g/cm)3） | 3.98 |
| קשיות (Mho) | 9 |
| התפשטות תרמית | 7.5 (x10-6/oC) |
| חום ספציפי | 0.10 ( cal /oC) |
| מוליכות תרמית | 46.06 @ 0oC 25.12 @ 100oC, 12.56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| קבוע דיאלקטרי | ~ 9.4 @300K בציר A ~ 11.58@ 300K בציר C |
| טנגנט הפסד ב-10 גיגה-הרץ | < 2x10-5בציר A, <5 x10-5בציר C |
הגדרת מצע ספיר
מצע ספיר מתייחס לחומר גבישי שקוף העשוי מתחמוצת אלומיניום גביש חד (Al2O3).המונח "ספיר" משמש לעתים קרובות לתיאור מגוון אבני החן קורונדום, שצבען בדרך כלל כחול.עם זאת, במונחים של מצעים, ספיר מתייחסת לקריסטל שגדל באופן מלאכותי, חסר צבע וטוהר גבוה המשמש במגוון יישומים.להלן כמה נקודות מפתח לגבי מצעי ספיר:
1. מבנה גבישי: לספיר מבנה גבישי משושה בו מסודרים שוב ושוב אטומי אלומיניום ואטומי חמצן.הוא שייך למערכת הגבישים הטריגונליים.
2. קשיות גבוהה: ספיר הוא אחד החומרים הקשים הידועים, עם קשיות Mohs של 9. זה הופך אותו לעמיד מאוד בפני שריטות ושחיקה, מה שתורם לעמידותו ולאריכות החיים שלו ביישום.
3. העברת אור: לספיר העברת אור מעולה, במיוחד באזורים הנראים והקרוב לאינפרא אדום.הוא יכול להעביר אור מ-180 ננומטר לערך עד 5500 ננומטר, מה שהופך אותו מתאים למגוון רחב של יישומים אופטיים ואופטואלקטרוניים.
4. תכונות תרמיות ומכאניות: לספיר תכונות תרמיות ומכניות טובות, נקודת התכה גבוהה, מקדם התפשטות תרמית נמוך ומוליכות תרמית מצוינת.זה יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות, מתח מכני ורכיבה תרמית, מה שהופך אותו מתאים ליישומי טמפרטורה גבוהה והספק גבוה.
5. יציבות כימית: לספיר יציבות כימית גבוהה ויכול לעמוד בפני רוב החומצות, הבסיסים והממיסים האורגניים.תכונה זו מבטיחה את העמידות והאמינות שלה בסביבות קשות שונות.
6. תכונות בידוד חשמלי: ספיר הוא מבודד חשמלי מעולה, המועיל ליישומים הדורשים בידוד או בידוד חשמלי.
7. יישום: מצעי ספיר נמצאים בשימוש נרחב באופטואלקטרוניקה, מוליכים למחצה, דיודות פולטות אור, דיודות לייזר, חלונות אופטיים, גבישי שעונים ומחקר מדעי.
מצעי ספיר מוערכים מאוד בשל השילוב שלהם בין תכונות אופטיות, מכניות, תרמיות וכימיות.תכונות החומר המדהימות שלו הופכות אותו למתאים ליישומים תובעניים הדורשים עמידות גבוהה, בהירות אופטית גבוהה, בידוד חשמלי ועמידות בפני אלמנטים סביבתיים.
