Gündelik durmuşda smartfonlar we akylly sagatlar ýaly elektron enjamlar aýrylmaz ýoldaş boldy. Bu enjamlar barha ýuka, ýöne has güýçli bolýar. Olaryň üznüksiz ewolýusiýasyna näme mümkinçilik berýändigi hakda pikir edip gördüňizmi? Jogap ýarymgeçiriji materiallarda ýerleşýär we häzirki wagtda olaryň arasynda iň görnükli biri bolan sapfir kristalyna ünsi jemleýäris.
Ilki bilen α-Al₂O₃-dan düzülen sapfir kristaly üç sany kislorod atomyndan we iki sany alýumin atomyndan ybarat bolup, altyburçly panjara gurluşyny emele getirýär. Daş görnüşi boýunça gymmat bahaly sapfir ýaly bolsa-da, senagat sapfir kristallary ýokary öndürijiligi nygtaýarlar. Himiki taýdan inert, suwda eremeýär we kislotalara we aşgarlara çydamly, agyr şertlerde durnuklylygy saklaýan “himiki galkan” hökmünde çykyş edýär. Mundan başga-da, ýagtylygyň netijeli geçirilmegine mümkinçilik berýän ajaýyp optiki aýdyňlygy görkezýär; güýçli ýylylyk geçirijiligi, aşa gyzmagyň öňüni alýar; we ajaýyp elektrik izolýasiýasy, syzmazdan durnukly signal iberilmegini üpjün edýär. Mehaniki taýdan sapfir, Mohs 9-dan gatylygy bilen göwherden soň ikinji orunda durýar we amaly talap etmek üçin gaty könelişen we eroziýa çydamly bolýar.
Çip öndürmekde gizlin ýarag
(1) Pes güýçli çipler üçin esasy material
Elektronikanyň miniatýurizasiýa we ýokary öndürijilige tarap ugramagy sebäpli pes güýçli çipler möhüm ähmiýete eýe boldy. Adaty çipler nanoskale galyňlygynda izolýasiýa zaýalanmagyndan ejir çekýärler, bu häzirki syzyşlara, güýç sarp edilişine we durnuklylyga we ömrüňe zyýan berýän aşa gyzmagyna sebäp bolýar.
Hytaýyň Ylymlar akademiýasy, Şanhaý mikrosistem we maglumat tehnologiýasy institutynyň (SIMIT) gözlegçileri, metal kristal alýumini bir kristal alýumine (sapfir) öwrüp, metal özara okislenme tehnologiýasyny ulanyp, emeli sapfir dielektrik wafli döretdiler. 1 nm galyňlykda, bu material ultra dykyz tok akymyny görkezýär, döwlet dykyzlygyny peseltmekde we 2D ýarymgeçirijiler bilen interfeýsiň hilini ýokarlandyrmakda iki sany ululykda adaty amorf dielektriklerden ýokarydyr. Muny 2D materiallar bilen birleşdirmek, pes güýçli çiplere mümkinçilik berýär, smartfonlarda batareýanyň ömrüni ep-esli uzaldýar we AI we IoT programmalarynda durnuklylygy ýokarlandyrýar.
(2) Gallium Nitride (GaN) üçin iň oňat hyzmatdaş
Ondarymgeçiriji meýdanynda galliý nitrit (GaN) özboluşly artykmaçlyklary sebäpli parlaýan ýyldyz hökmünde ýüze çykdy. 3.4 eV zolakly giň zolakly ýarymgeçiriji material hökmünde, kremniniň 1,1 eV-den ep-esli uludyr - GaN ýokary temperatura, ýokary woltly we ýokary ýygylykly programmalarda ýokarydyr. Highokary elektron hereketi we kritiki bölüniş meýdançasynyň güýji ony ýokary güýçli, ýokary temperaturaly, ýokary ýygylykly we ýokary ýagtylykly elektron enjamlary üçin ideal material edýär. Elektrik elektronikasynda, GaN esasly enjamlar, has az energiýa sarp edip, has ýokary ýygylyklarda işleýär we energiýa öwrülişinde we energiýa dolandyryşynda has ýokary öndürijilik hödürleýär. Mikrotolkun aragatnaşygynda, GaN 5G güýçlendiriji ýaly ýokary kuwwatly, ýokary ýygylykly komponentleri, signalyň geçiriş hilini we durnuklylygyny ýokarlandyrýar.
Safir kristaly GaN üçin “iň oňat hyzmatdaş” hasaplanýar. GaN bilen panjara gabat gelmezligi kremniniň karbidinden (SiC) has ýokary bolsa-da, ýakut substratlary GaN epitaksi döwründe pes termiki gabat gelmezligi görkezýär we GaN ösüşi üçin durnukly esas döredýär. Mundan başga-da, ýakutyň ajaýyp ýylylyk geçirijiligi we optiki aç-açanlygy ýokary kuwwatly GaN enjamlarynda ýylylygyň ýaýramagyny ýeňilleşdirýär, iş durnuklylygyny we ýagtylygyň iň amatly netijeliligini üpjün edýär. Iň ýokary elektrik izolýasiýa häsiýetleri signalyň päsgelçiligini we güýç ýitgisini hasam azaldar. Safir bilen GaN-iň utgaşmasy, yşyklandyryş we görkeziş bazarlarynda agdyklyk edýän GaN esasly LED-ler, öý LED lampalaryndan başlap, uly açyk ekranlara çenli, şeýle hem optiki aragatnaşykda we takyk lazer gaýtadan işlemekde ulanylýan lazer diodlaryny öz içine alýan ýokary öndürijilikli enjamlaryň ösmegine sebäp boldy.
XKH-iň GaN-on-sapfir wafli
Ondarymgeçiriji programmalarynyň çäklerini giňeltmek
(1) Harby we howa giňişligindäki “galkan”
Harby we howa giňişligindäki enjamlar köplenç aşa agyr şertlerde işleýär. Kosmos gämisi, absolýut-nol temperatura, güýçli kosmiki radiasiýa we wakuum gurşawynyň kynçylyklaryna çydaýar. Şol bir wagtyň özünde harby uçarlar, ýokary tizlikli uçuş wagtynda aerodinamiki ýyladyş, ýokary mehaniki ýükler we elektromagnit päsgelçilikler sebäpli ýerüsti temperatura 1000 ° C-den ýokary.
Safir kristalynyň özboluşly aýratynlyklary ony bu ugurlardaky möhüm komponentler üçin ideal material edýär. Onuň ajaýyp ýokary temperatura garşylygy, gurluş bitewiligini saklamak bilen, 2,045 ° C çenli çydamlylyk, ýylylyk stresinde ygtybarly öndürijiligi üpjün edýär. Onuň radiasiýa gatylygy kosmiki we ýadro gurşawynda işlemegi gorap, duýgur elektronikany netijeli goraýar. Bu häsiýetler ýakutly ýokary temperatura infragyzyl (IR) penjirelerde giňden ulanylmagyna sebäp boldy. Raketa ugrukdyryjy ulgamlarda, IR penjireleri nyşanyň takyk kesgitlenmegini üpjün etmek üçin aşa yssyda we tizlikde optiki aýdyňlygy saklamalydyr. Safir esasly IR penjireleri ýokary ýylylyk durnuklylygyny ýokary IR geçirijisi bilen birleşdirýär we ýol görkezijisiniň takyklygyny ep-esli ýokarlandyrýar. Howa giňişliginde sapfir hemra optiki ulgamlaryny goraýar we agyr orbital şertlerde aýdyň şekillendiriş mümkinçiligini berýär.
XKH'ssapfir optiki penjireler
(2) Geçiriji we mikroelektronika üçin täze fond
Geçirijilik ukybynda sapfir, nol garşylykly geçirijiligi - elektrik geçirijisini, maglew otlylaryny we MRI ulgamlaryny rewolýusiýa edip, aşa geçiriji inçe filmler üçin aýrylmaz substrat bolup hyzmat edýär. Performanceokary öndürijilikli geçiriji filmler durnukly panjara gurluşly substratlary talap edýär we ýakutyň magniý diborid (MgB₂) ýaly materiallar bilen utgaşmagy kritiki tok dykyzlygy we kritiki magnit meýdany bilen filmleriň ösmegine mümkinçilik berýär. Mysal üçin, ýakut bilen goldanýan super geçiriji filmleri ulanýan tok kabelleri, energiýa ýitgisini azaltmak arkaly geçiriş netijeliligini ep-esli ýokarlandyrýar.
Mikroelektronikada, R-tekizlik (<1-102>) we A-tekizlik (<11-20>) ýaly kristalografiki ugurlary bolan sapfir substratlar, ösen integral zynjyrlar (IC) üçin ýörite kremniniň epitaksial gatlaklary. R-tekiz sapfir, ýokary tizlikli IC-lerdäki kristal kemçilikleri azaldyp, iş tizligini we durnuklylygyny ýokarlandyrýar, A-uçar sapfiriň izolýasiýa häsiýetleri we birmeňzeş geçirijiligi gibrid mikroelektronikany we ýokary temperaturaly super geçiriji integrasiýany optimallaşdyrýar. Bu substratlar ýokary öndürijilikli hasaplaýyş we telekommunikasiýa infrastrukturasynda esasy çipleri goldaýar.
XKH'sA.lN-on-NPSS Wafer
Ondarymgeçirijilerde ýakut kristalynyň geljegi
Safir ýarymgeçirijilerde, çip ýasamakdan başlap, howa giňişligine we super geçirijilere çenli ägirt uly gymmaty görkezdi. Tehnologiýanyň ösmegi bilen onuň roly hasam giňeler. Emeli intellektde, ýakut bilen goldanýan pes kuwwatly, ýokary öndürijilikli çipler saglygy goraýyş, ulag we maliýe pudagynda AI ösüşine itergi berer. Kwant hasaplamasynda, ýakutyň maddy aýratynlyklary ony kubit integrasiýasy üçin geljegi uly kandidat hökmünde görkezýär. Bu aralykda, “GaN-on-sapfir” enjamlary 5G / 6G aragatnaşyk enjamlaryna barha artýan talaplary kanagatlandyrar. Safir öňe gitmek, ýarymgeçirijiniň innowasiýasynyň esasy bolup galar we adamzadyň tehnologiki ösüşine kuwwat berer.
XKH-iň GaN-on-sapfir epitaksial wafli
XKH takyk işleýän sapfir optiki penjireleri we iň täze programmalar üçin GaN-on-sapfir wafli çözgütlerini berýär. Hususy kristal ösüşi we nanoskale ýalpyldawuk tehnologiýalardan peýdalanmak bilen, howa giňişliginden, goranmakdan we ýokary güýçli lazer ulgamlary üçin ideal UV-den IR spektrine ajaýyp geçiriş bilen ultra tekiz sapfir penjirelerini hödürleýäris.
Iş wagty: 18-2025-nji aprel