Krîstalên safîr ji toza alumînaya paqijiya bilind bi paqijiya >99.995% têne çandin, ku wan dike qada herî mezin a daxwazê ji bo alumînaya paqijiya bilind. Ew xwedî hêz, hişkbûn û taybetmendiyên kîmyewî yên stabîl in, ku dihêle ew di hawîrdorên dijwar ên wekî germahiyên bilind, korozyon û bandorê de bixebitin. Ew bi berfirehî di parastina neteweyî, teknolojiya sivîl, mîkroelektronîk û warên din de têne bikar anîn.
Ji toza alumînayê ya paqijiya bilind bigire heya krîstalên safîrê
1Serlêdanên Sereke yên Safîrê
Di sektora parastinê de, krîstalên safîr bi giranî ji bo pencereyên înfrared ên mûşekan têne bikar anîn. Şerê nûjen di mûşekan de rastbûnek bilind dixwaze, û pencereya optîkî ya înfrared pêkhateyek girîng e ji bo bidestxistina vê hewcedariyê. Ji ber ku mûşek di dema firîna bi leza bilind de, digel hawîrdorên şer ên dijwar, germahiya aerodînamîk û bandora dijwar dikişînin, divê radom xwedî hêz, berxwedana bandorê û şiyana berxwedana li hember erozyonê ji qûm, baran û şert û mercên din ên hewayê yên dijwar be. Krîstalên safîr, bi veguhestina ronahiya xwe ya hêja, taybetmendiyên mekanîkî yên bilind û taybetmendiyên kîmyewî yên stabîl, bûne materyalek îdeal ji bo pencereyên înfrared ên mûşekan.
Substratên LED-ê mezintirîn sepandina safîrê temsîl dikin. Ronahîkirina LED-ê piştî çirayên floresan û yên teserûfa enerjiyê wekî şoreşa sêyemîn tê hesibandin. Prensîba LED-an veguherandina enerjiya elektrîkê bo enerjiya ronahiyê vedihewîne. Dema ku herikîn di nav nîvconductorek re derbas dibe, qul û elektron li hev dicivin, enerjiya zêde di forma ronahiyê de berdidin, di dawiyê de ronahîkirinê çêdikin. Teknolojiya çîpa LED-ê li ser waferên epitaksiyal e, ku materyalên gazê qat bi qat li ser substratek têne danîn. Materyalên substratê yên sereke substratên silîkon, substratên karbîda silîkonê û substratên safîrê ne. Di nav van de, substratên safîrê li ser du yên din avantajên girîng pêşkêş dikin, di nav de aramiya cîhazê, teknolojiya amadekirina gihîştî, ne-mijandina ronahiya xuya, veguhestina ronahiyê ya baş û lêçûnek nerm. Daneyên nîşan didin ku %80-ê pargîdaniyên LED-ê yên cîhanî safîrê wekî materyalê substrata xwe bikar tînin.
Ji bilî sepanên jorîn, krîstalên safîr di ekranên telefonên desta, amûrên bijîşkî, xemilandina zêr û wekî materyalên pencereyan ji bo cûrbecûr amûrên tespîtkirina zanistî yên wekî lens û prîzmayan de jî têne bikar anîn.
2. Mezinahiya Bazarê û Perspektîfên Pêşkeftinê
Bi piştgiriya polîtîkayê û senaryoyên berfirehkirina sepanên çîpên LED-ê ve, tê payîn ku daxwaza substratên safîr û mezinahiya bazara wan bigihêje mezinbûnek du reqemî. Heta sala 2025-an, tê texmînkirin ku qebareya barkirina substratên safîr bigihîje 103 mîlyon parçe (veguherî substratên 4-inç), ku li gorî sala 2021-an zêdebûnek 63% temsîl dike, bi rêjeya mezinbûna salane ya tevlihev (CAGR) ya 13% ji 2021 heta 2025. Tê payîn ku mezinahiya bazara substratên safîr heta sala 2025-an bigihîje 8 mîlyar ¥, ku li gorî sala 2021-an zêdebûnek 108% ye, bi CAGR ya 20% ji 2021 heta 2025. Wekî "pêşmerge" a substratan, mezinahiya bazarê û meyla mezinbûna krîstalên safîr eşkere ye.
3. Amadekirina Krîstalên Safîrê
Ji sala 1891an vir ve, dema ku kîmyasyenê Fransî Verneuil A. rêbaza hevgirtina agir îcad kir da ku krîstalên gemarên çêkirî cara yekem hilberîne, lêkolîna mezinbûna krîstala safîrê ya çêkirî zêdetirî sedsalekê dom kiriye. Di vê heyamê de, pêşketinên di zanist û teknolojiyê de lêkolînên berfireh li ser teknîkên mezinbûna safîrê ajotine da ku daxwazên pîşesaziyê ji bo kalîteya krîstalê ya bilindtir, rêjeyên karanîna çêtir û lêçûnên hilberînê yên kêmkirî bicîh bînin. Gelek rêbaz û teknolojiyên nû ji bo mezinbûna krîstalên safîrê derketine holê, wekî rêbaza Czochralski, rêbaza Kyropoulos, rêbaza mezinbûna fîlm-xwarinê ya bi qiraxa diyarkirî (EFG), û rêbaza danûstandina germê (HEM).
3.1 Rêbaza Czochralski ji bo Çandina Krîstalên Safîrê
Rêbaza Czochralski, ku ji hêla Czochralski J. ve di sala 1918an de pêşengî lê hatiye kirin, wekî teknîka Czochralski (bi kurtî wekî rêbaza Cz) jî tê zanîn. Di sala 1964an de, Poladino AE û Rotter BD cara yekem ev rêbaz ji bo mezinbûna krîstalên safîrê bikar anîne. Heta niha, wê hejmareke mezin ji krîstalên safîrê yên bi kalîte bilind hilberandine. Prensîp tê de helandina madeya xav ji bo çêkirina helînek, dûv re jî danîna tovek krîstalek yekane nav rûyê helînê. Ji ber cudahiya germahiyê li ser rûbera hişk-şilek, sarbûna zêde çêdibe, dibe sedema ku helîn li ser rûyê tovê hişk bibe û dest bi mezinbûna krîstalek yekane bi heman avahiya krîstal wekî tovê bike. Tov hêdî hêdî ber bi jor ve tê kişandin dema ku bi leza diyarkirî dizivire. Dema ku tov tê kişandin, helîn hêdî hêdî li rûberê hişk dibe, krîstalek yekane çêdike. Ev rêbaz, ku tê de kişandina krîstalek ji helînê heye, yek ji teknîkên hevpar e ji bo amadekirina krîstalên yekane yên bi kalîte bilind.
Awantajên rêbaza Czochralski ev in: (1) rêjeya mezinbûna bilez, ku di demek kurt de hilberîna krîstalên yekane yên bi kalîte bilind gengaz dike; (2) krîstal bêyî ku bi dîwarê xaçerêyê re têkilî daynin li ser rûyê helandinê mezin dibin, bi bandor zexta navxweyî kêm dikin û kalîteya krîstalê baştir dikin. Lêbelê, kêmasiyek sereke ya vê rêbazê zehmetiya mezinbûna krîstalên bi qutra mezin e, ku wê ji bo hilberîna krîstalên mezin kêmtir guncan dike.
3.2 Rêbaza Kyropoulos ji bo Çandina Krîstalên Safîrê
Rêbaza Kyropoulos, ku ji hêla Kyropoulos ve di sala 1926an de hatiye îcadkirin (kurteya rêbaza KY), dişibihe rêbaza Czochralski. Ew tê de krîstalek tov tê avêtin nav rûyê helandî û hêdî hêdî kişandina wê ber bi jor ve da ku stûyek çêbibe. Dema ku rêjeya hişkbûnê li ser rûbera helandî-tov aram dibe, tov êdî nayê kişandin an zivirandin. Di şûna wê de, rêjeya sarbûnê tê kontrol kirin da ku krîstala yekane hêdî hêdî ji jor ber bi jêr hişk bibe, û di dawiyê de krîstalek yekane çêbibe.
Pêvajoya Kyropoulos krîstalên bi qalîteya bilind, dendika kêm a kêm, mezin û bi lêçûnek guncan hildiberîne.
3.3 Rêbaza Mezinbûna Fîlm-Xwarinkirî ya bi Qirax-Diyarkirî (EFG) ji bo Mezinbûna Krîstalên Safîrê
Rêbaza EFG teknolojiyeke mezinbûna krîstalên bi şêweyekî şekildar e. Prensîba wê danîna helînek bi xala helandinê ya bilind di qalibekê de ye. Helîn bi rêya çalakiya kapîlar ber bi jorê qalibê ve tê kişandin, li wir bi krîstala tov re têkilî datîne. Dema ku tov tê kişandin û helîn hişk dibe, krîstalek yekane çêdibe. Mezinahî û şeklê qiraxa qalibê pîvanên krîstalê sînordar dike. Ji ber vê yekê, ev rêbaz xwedî hin sînorkirinên diyarkirî ye û bi giranî ji bo krîstalên safîrê yên bi şêweyekî şekildar ên wekî lûle û profîlên bi şêweyê U guncaw e.
3.4 Rêbaza Guhertina Germê (HEM) ji bo Çandina Krîstalên Safîrê
Rêbaza guheztina germê ji bo amadekirina krîstalên safîrê yên mezin ji hêla Fred Schmid û Dennis ve di sala 1967an de hate îcadkirin. Sîstema HEM xwedan îzolasyona germê ya hêja, kontrola serbixwe ya gradyana germahiyê di helandin û krîstalê de, û kontrolkirinek baş e. Ew bi nisbeten bi hêsanî krîstalên safîrê yên bi veqetandina kêm û mezin hildiberîne.
Awantajên rêbaza HEM nebûna tevgerê di nav kelandin, krîstal û germker de di dema mezinbûnê de vedihewîne, ku tevgerên kişandinê yên wekî yên di rêbazên Kyropoulos û Czochralski de ji holê radike. Ev destwerdana mirovan kêm dike û kêmasiyên krîstalê yên ji ber tevgera mekanîkî çêdibin asteng dike. Wekî din, rêjeya sarbûnê dikare were kontrol kirin da ku stresa germî û kêmasiyên şikestin û veqetandina krîstalê yên ji vê yekê çêdibin kêm bike. Ev rêbaz mezinbûna krîstalên mezin gengaz dike, karanîna wê nisbeten hêsan e, û perspektîfên pêşkeftina sozdar hene.
Bi karanîna pisporiya kûr di mezinbûna krîstala safîr û pêvajoya rastîn de, XKH çareseriyên waflên safîr ên xwerû yên serî heta dawî peyda dike ku ji bo sepanên parastinê, LED û optoelektronîkê hatine çêkirin. Ji bilî safîr, em rêzek tevahî ji materyalên nîvconductor ên performansa bilind peyda dikin, di nav de waflên silicon carbide (SiC), waflên silicon, pêkhateyên seramîk ên SiC, û hilberên quartz. Em li seranserê hemî materyalan kalîteyek bêhempa, pêbawerî û piştgiriya teknîkî misoger dikin, û alîkariya xerîdaran dikin ku di sepanên pîşesazî û lêkolînê yên pêşkeftî de performansa pêşkeftî bi dest bixin.
Dema şandinê: 29-Tebax-2025