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什么是蓝宝石

 

蓝宝石详细介绍
蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3),是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上,它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点,它是一种相当难加工的材料,因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质,而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关,蓝宝石(单晶Al2O3 )C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小,同时符合GaN 磊晶制程中耐高温的要求,使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料。


下图则分别为蓝宝石的切面图;晶体结构图上视图;晶体结构侧视图; Al2O3分之结构图;

蓝宝石结晶面示意图:

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最常用来做GaN磊晶的是C面(0001)这个不具极性的面,所以GaN的极性将由制程决定

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(a) 图从C轴俯看                                                   (b)图从C轴侧看

蓝宝石(AL2O3)特性表
分子式 AL2O3
密度 3.95-4.1克/立方厘米
晶体结构 六方晶格
晶格常数 a=4.785A,c=12.991A
莫氏硬度 9 (仅次于钻石 10)
熔点 2045℃
沸点 3000℃
热膨胀系数 5.8×10 -6 /K
比热 0.418W.s/g/k
热导率 25.12W/m/k (@ 1000℃)
折射率 no=1.768 ne=1.760
dn/dt 13×10 -6 /K(@633nm)
透光特性 T≈80%(0.3~5um)
介电常数 11.5(//c), 9.3(⊥c)

 

 

 

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