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蓝宝石介绍

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蓝宝石介绍

发布日期:2017-07-20 作者:李同权 点击:

蓝宝石是一种氧化铝(A1203)的单晶,又称为刚玉,就颜色而言, 单纯的氧化铝结晶是呈现透明无色的,在自然界屮当蓝宝石在生长时, 晶体内含有钛离子(Ti3+)与铁离子(Fe3+)时,会使晶体呈现蓝色,蓝宝 石山此得名。蓝宝石山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.因此被人量川在光学元件、红外装置、高强度镭射镜 片材料及光罩材料上,它具有耐高温、抗腐蚀、高硬度(莫氏硬度为9, 仅次于钻石)、高耐磨、高透光性、馆点高(2045°C)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 lie I I /监光LED的品质取决j •氣化镓惡晶(GaN)的材料品质,ifn化镓裔晶 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 A1203 )C面与III-V和II-VI族沉积薄膜之间的品格常数失配率小,同时符合GaN磊品制程中耐高温的要求,使得蓝宝石品片成为 制作白/蓝/绿光LH)的关键材料。
在晶体生长过程中晶体内存在的应力将引起应变,当应变超过了晶体材料本身塑性形变的屈服极限时,晶体将发生开裂。一般来说,根据晶体内应力的形成原因,可将其分为三类:热应力,化学应力和结构应力。蓝宝石晶体在从结晶温度冷却至室温过程中并不发生相结构的转变,因此,晶体内应力主要是由温度梯度引起的热应力。晶体热应力正比于晶体内的温度梯度、晶体热膨胀系数及晶体直径。最大热应力总是出现在籽晶与新生晶体的界面区域,较大热应力一般出现在结晶界面、放肩、收尾及直径发生突变的部位,在等径部位热应力相对较小。由特定材料构建成的一个功能性物体叫做结构,在结构的材料内部纤维受到结构自身重力或者外界作用力下,纤维会产生变形,这种变形的能量来自于材料所受的应力,这种应力就叫结构应力。

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