Amin'ny fiainana andavanandro, ny fitaovana elektronika toy ny smartphones sy smartwatches dia lasa namana tena ilaina. Ireo fitaovana ireo dia mihamalemy nefa matanjaka kokoa. Efa nanontany tena ve ianao hoe inona no mahatonga ny evolisiona mitohy? Ny valiny dia mipetraka amin'ny fitaovana semiconductor, ary ankehitriny isika dia mifantoka amin'ny iray amin'ireo miavaka indrindra amin'izy ireo - kristaly safira.
Ny krystaly safira, voaforona voalohany indrindra amin'ny α-Al₂O₃, dia misy atôma oksizenina telo sy atoma alimony roa mifamatotra, ka mamorona rafitra makarakara hexagonal. Na dia mitovitovy amin'ny safira vita amin'ny vatosoa aza ny endriny, ny kristaly safira indostrialy dia manasongadina ny fahombiazany. Inert simika, tsy mety levona anaty rano ary mahatohitra asidra sy alkali, miasa ho toy ny "ampinga simika" izay mitazona ny fahamarinan-toerana amin'ny tontolo henjana. Fanampin'izany, mampiseho mangarahara optique tena tsara izy io, mamela ny fampitana hazavana mahomby; conductivity mafana mafana, fisorohana ny overheating; ary insulation elektrika miavaka, miantoka ny fifindran'ny signal tsy misy leakage. Amin'ny lafiny mekanika, ny safira dia mirehareha amin'ny hamafin'ny Mohs amin'ny 9, faharoa amin'ny diamondra, ka mahatonga azy io ho tena mahatohitra ny erosi ary mety ho an'ny fangatahana fangatahana.
Ny fitaovam-piadiana miafina amin'ny famokarana chip
(1) Fitaovana fototra ho an'ny Chips ambany hery
Satria ny fironan'ny elektronika mankany amin'ny fanamafisam-peo sy ny fampisehoana avo lenta dia lasa mitsikera ny chips ambany. Ny chips nentim-paharazana dia mijaly noho ny fahasimban'ny insulation amin'ny hatevin'ny nanoscale, mitarika amin'ny fivoahana amin'izao fotoana izao, ny fitomboan'ny fanjifana herinaratra, ary ny hafanana be loatra, izay mampandefitra ny fitoniana sy ny androm-piainany.
Ny mpikaroka ao amin'ny Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), Akademia Shinoa momba ny Siansa, dia nanamboatra wafer dielectric safira artifisialy tamin'ny fampiasana teknolojia oxidation intercalated metaly, manova ny alimina kristaly tokana ho alumina kristaly tokana (safira). Amin'ny hatevin'ny 1 nm, ity fitaovana ity dia mampiseho ny tondra-drano faran'izay ambany, mihoatra ny dielectric amorphous mahazatra amin'ny alàlan'ny baiko roa amin'ny fampihenana ny hakitroky ny fanjakana ary ny fanatsarana ny kalitaon'ny interface miaraka amin'ny semiconductor 2D. Ny fampidirana izany miaraka amin'ny fitaovana 2D dia ahafahan'ny chips ambany hery, manitatra be ny fiainan'ny bateria amin'ny finday ary manatsara ny fitoniana amin'ny rindranasa AI sy IoT.
(2) Ny mpiara-miasa tonga lafatra ho an'ny Gallium Nitride (GaN)
Ao amin'ny sehatry ny semiconductor, ny gallium nitride (GaN) dia nipoitra ho toy ny kintana mamirapiratra noho ny tombontsoany manokana. Amin'ny maha-fitaovana semiconductor midadasika midadasika miaraka amin'ny bandgap 3.4 eV — lehibe kokoa noho ny 1.1 eV an'ny silisiôna — ny GaN dia miavaka amin'ny fampiharana amin'ny hafanana avo, voly avo ary matetika. Ny fivezivezena elektronika avo lenta sy ny tanjaky ny fahapotehan'ny sehatra manakiana dia mahatonga azy ho fitaovana tsara indrindra ho an'ny fitaovana elektrônika avo lenta, hafanana avo, matetika ary avo lenta. Amin'ny elektrônika herinaratra, ny fitaovana miorina amin'ny GaN dia miasa amin'ny haavo avo kokoa miaraka amin'ny fanjifana angovo ambany kokoa, manolotra fampisehoana ambony amin'ny fiovan'ny herinaratra sy ny fitantanana angovo. Amin'ny fifandraisana mikraoba, ny GaN dia manome fitaovana avo lenta, avo lenta toy ny fanamafisam-pahefana 5G, manatsara ny kalitaon'ny fampitana famantarana sy ny fahamarinan-toerana.
Ny kristaly safira dia heverina ho "mpiara-miasa tonga lafatra" ho an'ny GaN. Na dia avo kokoa noho ny an'ny karbida silisiôna (SiC) aza ny tsy fitovian'ny lattice miaraka amin'ny GaN, ny substrate safira dia mampiseho tsy fitovian'ny hafanana ambany kokoa mandritra ny epitaxy GaN, manome fototra miorina amin'ny fitomboan'ny GaN. Fanampin'izany, ny conductivity mafana tsara indrindra an'ny safira sy ny mangarahara optika dia manamora ny fanaparitahana hafanana mahomby amin'ny fitaovana GaN mahery vaika, miantoka ny fahamarinan-toerana sy ny fahombiazan'ny famoahana hazavana tsara indrindra. Ny fananana insulation elektrika ambony dia manamaivana kokoa ny fanelingelenana famantarana sy ny fahaverezan'ny herinaratra. Ny fitambaran'ny safira sy GaN dia nitarika ho amin'ny fampivoarana fitaovana avo lenta, anisan'izany ny LED mifototra amin'ny GaN, izay manjaka amin'ny tsenan'ny jiro sy ny fampisehoana-avy amin'ny jiro LED ao an-trano ka hatramin'ny efijery lehibe ivelany-ary koa ny diodes laser ampiasaina amin'ny fifandraisana optika sy ny fanodinana laser mazava tsara.
Ny wafer GaN-on-sapphire an'ny XKH
Fanitarana ny fetran'ny fampiharana semiconductor
(1) Ny "Shield" amin'ny fampiharana miaramila sy aerospace
Ny fitaovana amin'ny fampiharana ara-miaramila sy aerospace matetika dia miasa ao anatin'ny fepetra faran'izay mafy. Any amin'ny habakabaka, ny sambon-danitra dia miaritra hafanana manakaiky ny aotra tanteraka, taratra cosmic mahery vaika, ary ireo fanamby amin'ny tontolo banga. Mandritra izany fotoana izany, ny fiaramanidina miaramila dia miatrika ny hafanan'ny ety ambonin'ny tany mihoatra ny 1000 ° C noho ny hafanana aerodynamic mandritra ny sidina haingam-pandeha, miaraka amin'ny enta-mavesatry ny mekanika avo lenta sy ny fitsabahana elektromagnetika.
Ny toetra mampiavaka ny kristaly safira dia mahatonga azy ho fitaovana tsara ho an'ny singa manan-danja amin'ireo sehatra ireo. Ny fanoherana amin'ny mari-pana ambony miavaka - mahatohitra hatramin'ny 2,045 ° C raha mitazona ny fahamendrehana ara-drafitra - dia miantoka ny fahombiazany amin'ny alàlan'ny adin-tsaina mafana. Ny hamafin'ny taratra ihany koa dia mitahiry ny fiasa ao amin'ny tontolo cosmic sy nokleary, miaro tsara ny elektronika saro-pady. Ireo toetra ireo dia nahatonga ny fampiasana safira miely patrana amin'ny varavarankely infraroda (IR) amin'ny hafanana avo. Ao amin'ny rafitra fitarihana balafomanga, ny varavarankely IR dia tsy maintsy mitazona mazava optique ao anatin'ny hafanana sy ny hafainganam-pandeha mafy mba hahazoana antoka ny fitadiavana tanjona marina. Ny varavarankely IR miorina amin'ny safira dia manambatra ny fahamarinan-toerana mafana avo lenta miaraka amin'ny fifindran'ny IR ambony, izay manatsara ny fahamarinan'ny fitarihana. Ao amin'ny aerospace, ny safira dia miaro ny rafitra optika amin'ny zanabolana, ahafahan'ny sary mazava tsara amin'ny toe-javatra orbital henjana.
Vidin'ny XKHvaravarankely optika safira
(2) The New Foundation for Superconductors and Microelectronics
Ao amin'ny superconductivity, ny safira dia toy ny substrate tena ilaina ho an'ny sarimihetsika manify superconducting, izay ahafahan'ny conduction zero-resistance-revolutionizing power transmission, train maglev, ary ny rafitra MRI. Ny horonan-tsary superconducting avo lenta dia mitaky substrate misy rafitra makarakara marin-toerana, ary ny fampifanarahana amin'ny safira amin'ny fitaovana toy ny magnesium diboride (MgB₂) dia mamela ny fitomboan'ny sarimihetsika miaraka amin'ny hakitroky amin'izao fotoana izao sy ny sahan'andriamby mitsikera. Ohatra, ny tariby herinaratra mampiasa sarimihetsika superconducting tohanan'ny safira dia manatsara ny fahombiazan'ny fampitana amin'ny alàlan'ny fampihenana ny fahaverezan'ny angovo.
Ao amin'ny microelectronics, substrates safira miaraka amin'ny orientation crystallographic manokana-toy ny R-plane (<1-102>) sy A-plane (<11-20>) - mamela ny sosona epitaxial silisiôma namboarina ho an'ny circuit integrated (ICs). Ny safira R-plane dia mampihena ny lesoka kristaly amin'ny ICs haingam-pandeha, mampitombo ny hafainganam-pandehan'ny asa sy ny fahamarinan-toerana, raha toa kosa ny toetran'ny insulation an'ny A-plane sapphire sy ny permittivity fanamiana dia manatsara ny microelectronics hybrid sy ny fampidirana superconductor amin'ny hafanana. Ireo substrate ireo dia manohana ny chips fototra amin'ny fotodrafitrasa informatika sy fifandraisan-davitra mahomby.
XKH'snylN-on-NPSS Wafer
Ny hoavin'ny Crystal Sapphire amin'ny Semiconductors
Sapphire dia efa naneho sanda lehibe manerana ny semiconductor, manomboka amin'ny fanamboarana chip ka hatramin'ny aerospace sy superconductors. Rehefa mandroso ny teknolojia dia hiitatra bebe kokoa ny anjara asany. Ao amin'ny faharanitan-tsaina artifisialy, ny chips tohanan'ny safira tohanan'ny hery ambany, avo lenta dia hitondra ny fivoaran'ny AI amin'ny fitsaboana, ny fitaterana ary ny fitantanam-bola. Ao amin'ny computing quantum, ny fananan'ny safira dia mametraka azy ho kandidà tsara ho an'ny fampidirana qubit. Mandritra izany fotoana izany, ny fitaovana GaN-on-sapphire dia hahafeno ny fitakiana mihamitombo ho an'ny fitaovam-pifandraisana 5G/6G. Mandrosoa, ny safira dia hijanona ho vato fehizoron'ny fanavaozana semiconductor, izay manome hery ny fandrosoan'ny teknolojian'ny olombelona.
XKH's GaN-on-sapphire epitaxial wafer
Ny XKH dia manolotra varavarankely optika safira vita amin'ny mazava tsara sy vahaolana safira GaN-on-sapphire ho an'ny fampiharana faran'izay haingana. Mampiasa ny fitomboan'ny kristaly sy ny teknolojia fanosorana nanoscale izahay, manome varavarankely safira ultra-flat miaraka amin'ny fifindran'ny miavaka avy amin'ny UV mankany amin'ny IR spectra, mety tsara ho an'ny aerospace, fiarovana ary rafitra laser mahery vaika.
Fotoana fandefasana: Apr-18-2025