蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展.pdf

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1、2015年第6期(总第210期)应用能源技术7doi：10．3969／j．issn．1009—3230．2015．06．002蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展莫东鸣(重庆工业职业技术学院机械工程学院，重庆401120)摘要：经过一个多世纪的发展，蓝宝石单晶因其优良的综合性能得到了广泛的应用。文中综述了蓝宝石的新应用，简述了蓝宝石单晶的主要生长方法及各制备方法的适用场合；介绍了我国蓝宝石单晶的主要生长厂家及采用的方法；最后提出了优化蓝宝石单晶生长在行业应采取的措施。关键词：蓝宝石单晶；提拉法；泡生法；热交换法；导模法；生长方法中图分类号：TD875．1文献标志码：B文章编号：1009—32

2、30(2015)06—0007—06ModernTrendsandNewApplicationsofSapphireSingleCrystalGrowthTechniqueMODong——ming(DepartmentofMechanicalEngineering，ChongqingIndustryPolytechnicCollege，Chongqing401120，China)Abstract：Throughbeingdevelopedformorethanacentury，sapphirecrystalhasbeenwidelyusedowingtoaseriesofgoodphysica

3、landchemicalproperties．Thisreviewrepresentsthemajorpropertiesofsapphiresinglecrysta1．Thegrowthmethodsandrecentworkonthesapphiresinglecrystalarereviewed．Theadvantagesanddisadvantagesofdifferentgrowthmethodsareanalyzed．Themainmanufacturersandthemethodsofsapphiresinglecrystalgrowthinourcountryareintrod

4、uced．Themeasurestooptimizesapphiresinglecrystalgrowthintheindustryarepresented．Keywords：Sapphiresinglecrystal；Czochralskimethod；Edgedefinedfilmfedgrowthmethod；Heatexchangermethod；Growthmethods0引言晶体A10本身或杂质缺陷的研究拓展了蓝宝石许多新的应用。红宝石和掺钛蓝宝石激光晶体就蓝宝石所具有的独特的集物理、化学、光学、是历史上熟知的例子。随着世界各国对蓝宝石生电子和机械特性使其大范围适用于工业、科学和珠

5、宝产业，特别是成为LED发光二极管、大规模长技术推广应用的重视，大尺寸、高质量的蓝宝石晶体的需求迅速增长，促使蓝宝石晶体的研究与集成电路SOI、SOS及超导纳米结构薄膜等最理生长成为目前最具发展活力的产业之一¨1]。想的衬底材料。蓝宝石除了可用来作为基底材料之外，还可用其制造其它有源装备。对用于发光1蓝宝石晶体的新应用1．1蓝宝石基片和衬底收稿日期：2015—05—18修订日期：2015—05—28基金项目：重庆市教委科学技术研究项目(自然科学类)蓝宝石单晶最常用的用途就是作为红外光学(KJ132104)，第二批重庆市高等学校青年骨干教师资助计划(自然科学类)；重庆工业职业技材料、电子器件和高

6、温超导薄膜的基片和衬底材术学院科研项目(GZY201313)料，尤其是近年来在LED领域大放异彩。LED具作者简介：莫东鸣(1982一)女，博士，讲师，主要从事晶体生长过程流体稳定性的研究。有寿命长、效率高，配套电路简单等优点，应用涉8应用能源技术2015年第6期(总第210期)及到照明光源、通讯光源、装饰、景观等多个行业。(如图1所示)。辐射领域成像需要的500txm厚目前，蓝宝石主要作为GaN基蓝色LED及激光二度，直径60mm的抛光晶片近日已投产。这种新极管的衬底材料。但是，由于高亮度的LED要求型晶体的最大优点是中心区域可以经受有效的辐晶体表面的光滑性，我国所使用的LED蓝宝石衬射变色

7、，甚至当温度上升到600oC以上，仍可以允底大部分仍然需要从美国、日本等国家进口，使得许在成像应用中的快速激光扫描。高亮度的LED材料价格居高不下。蓝宝石晶体的应用除了熟知的基板材料之外，还可用于固态激光的发光材料。红宝石，掺杂铬的氧化铝是制造第一代固态激光器的材料。掺钛蓝宝石现在已成为流行的可调谐飞秒激光器和参数放大器制造的中间媒介。1．2光学窗口和整流罩蓝宝石单晶做成的红外光学窗口和整流罩在军