Ua ulu ʻia nā kristal sapphire mai ka pauka alumina maʻemaʻe kiʻekiʻe me ka maʻemaʻe o >99.995%, e lilo ana iā lākou i wahi koi nui loa no ka alumina maʻemaʻe kiʻekiʻe. Hōʻike lākou i ka ikaika kiʻekiʻe, ka paʻakikī kiʻekiʻe, a me nā waiwai kemika paʻa, e hiki ai iā lākou ke hana i nā wahi ʻino e like me ke kiʻekiʻe o ka mahana, ka pala, a me ka hopena. Hoʻohana nui ʻia lākou i ka pale kaua aupuni, ka ʻenehana kīwila, ka microelectronics, a me nā kahua ʻē aʻe.
Mai ka pauka alumina maʻemaʻe kiʻekiʻe a hiki i nā kristal sapphire
1Nā Hoʻohana Koʻikoʻi o ka Sapphire
Ma ka ʻāpana pale kaua, hoʻohana nui ʻia nā kristal sapphire no nā puka makani infrared missile. Ke koi nei ke kaua hou i ka pololei kiʻekiʻe i nā missiles, a ʻo ka puka makani optical infrared kahi ʻāpana koʻikoʻi e hoʻokō ai i kēia koi. Ke noʻonoʻo nei i ka ʻike ʻana o nā missiles i ka wela aerodynamic ikaika a me ka hopena i ka wā lele wikiwiki, me nā wahi kaua koʻikoʻi, pono i ka radome ka ikaika kiʻekiʻe, ke kū'ē i ka hopena, a me ka hiki ke kū i ka ʻino mai ke one, ka ua, a me nā kūlana ʻino ʻē aʻe. ʻO nā kristal sapphire, me kā lākou hoʻoili mālamalama maikaʻi loa, nā waiwai mechanical kiʻekiʻe, a me nā ʻano kemika paʻa, ua lilo i mea kūpono no nā puka makani infrared missile.
ʻO nā substrates LED ke kumu o ka hoʻohana nui loa ʻana o ka sapphire. Ua manaʻo ʻia ke kukui LED ʻo ke kolu o ka hoʻololi ʻana ma hope o nā kukui fluorescent a me nā kukui mālama ikehu. ʻO ke kumumanaʻo o nā LED e pili ana i ka hoʻololi ʻana i ka ikehu uila i ikehu māmā. Ke hele ke au ma o kahi semiconductor, hui pū nā lua a me nā electrons, e hoʻokuʻu ana i ka ikehu keu ma ke ʻano o ka mālamalama, a laila e hana ana i ka hoʻomālamalama. Hoʻokumu ʻia ka ʻenehana chip LED ma nā wafers epitaxial, kahi e waiho ʻia ai nā mea kinoea papa ma ka papa ma luna o kahi substrate. ʻO nā mea substrate nui e pili ana i nā substrates silicon, nā substrates silicon carbide, a me nā substrates sapphire. Ma waena o kēia mau mea, hāʻawi nā substrates sapphire i nā pono koʻikoʻi ma luna o nā mea ʻelua ʻē aʻe, me ke kūpaʻa o ka hāmeʻa, ka ʻenehana hoʻomākaukau makua, ka ʻole o ka omo ʻana o ka mālamalama ʻike ʻia, ka hoʻoili mālamalama maikaʻi, a me ke kumukūʻai kūpono. Hōʻike ka ʻikepili he 80% o nā hui LED honua e hoʻohana ana i ka sapphire ma ke ʻano he mea substrate.
Ma waho aʻe o nā noi i ʻōlelo ʻia ma luna, hoʻohana ʻia nā kristal sapeiro i nā pale kelepona paʻalima, nā mea lapaʻau, nā mea hoʻonaninani mea hoʻonani, a ma ke ʻano he mau mea puka makani no nā mea ʻike ʻepekema like ʻole e like me nā aniani a me nā prism.
2. Ka nui o ka mākeke a me nā manaʻolana
Hoʻokele ʻia e ke kākoʻo kulekele a me nā hiʻohiʻona hoʻohana e hoʻonui ʻia ana o nā ʻāpana LED, manaʻo ʻia ka ulu ʻana o ke koi no nā substrates sapphire a me ko lākou nui mākeke. Ma ka makahiki 2025, ua manaʻo ʻia ka nui o ka hoʻouna ʻana o nā substrates sapphire e hiki i 103 miliona mau ʻāpana (i hoʻololi ʻia i nā substrates 4-'īniha), e hōʻike ana i ka piʻi ʻana o 63% i hoʻohālikelike ʻia me 2021, me ka nui o ka ulu makahiki (CAGR) o 13% mai 2021 a i 2025. Manaʻo ʻia ka nui o ka mākeke o nā substrates sapphire e hiki i ¥8 biliona ma 2025, he piʻi ʻana o 108% i hoʻohālikelike ʻia me 2021, me ka CAGR o 20% mai 2021 a i 2025. Ma ke ʻano he "precursor" i nā substrates, ua maopopo ka nui o ka mākeke a me ke ʻano o ka ulu ʻana o nā kristal sapphire.
3. Hoʻomākaukau ʻana i nā kristal Sapphire
Mai ka makahiki 1891, i ka wā i hana ai ke kemika Farani ʻo Verneuil A. i ke ʻano hana hoʻohui lapalapa e hana i nā kristal makamae hana no ka manawa mua, ua hala ke aʻo ʻana i ka ulu ʻana o ke kristal sapeiro hana ma mua o hoʻokahi kenekulia. I loko o kēia wā, ua hoʻokele ka holomua ʻana i ka ʻepekema a me ka ʻenehana i ka noiʻi nui ʻana i nā ʻano hana ulu sapeiro e hoʻokō i nā koi ʻoihana no ke kiʻekiʻe o ka maikaʻi o ke kristal, nā helu hoʻohana i hoʻomaikaʻi ʻia, a me ka hoʻemi ʻana i nā kumukūʻai hana. Ua puka mai nā ʻano hana a me nā ʻenehana hou no ka ulu ʻana i nā kristal sapeiro, e like me ke ʻano Czochralski, ke ʻano Kyropoulos, ke ʻano ulu hānai kiʻiʻoniʻoni (EFG) i wehewehe ʻia e ka ʻaoʻao, a me ke ʻano hoʻololi wela (HEM).
3.1 Ke ʻAno Czochralski no ka Hoʻoulu ʻana i nā Kristala Sapphire
ʻO ke ʻano hana Czochralski, i hoʻomaka mua ʻia e Czochralski J. i ka makahiki 1918, ua ʻike ʻia hoʻi ʻo ia ke ʻano hana Czochralski (i hoʻopōkole ʻia ʻo ke ʻano hana Cz). I ka makahiki 1964, ua hoʻopili mua ʻo Poladino AE lāua ʻo Rotter BD i kēia ʻano hana e ulu ai nā kristal sapeiro. A hiki i kēia lā, ua hana ʻia kahi nui o nā kristal sapeiro kiʻekiʻe. ʻO ke kumumanaʻo e pili ana i ka hoʻoheheʻe ʻana i ka mea maka e hana i kahi heheʻe, a laila e hoʻoluʻu i kahi hua kristal hoʻokahi i loko o ka ʻili heheʻe. Ma muli o ka ʻokoʻa o ka mahana ma ka interface paʻa-wai, hana ʻia ka supercooling, e hoʻoulu ai i ka heheʻe e paʻa ma ka ʻili hua a hoʻomaka e ulu i kahi kristal hoʻokahi me ke ʻano kristal like me ka hua. Huki mālie ʻia ka hua i luna me ka hoʻohuli ʻana i kahi wikiwiki. I ka huki ʻia ʻana o ka hua, paʻa mālie ka heheʻe ma ka interface, e hana ana i kahi kristal hoʻokahi. ʻO kēia ʻano hana, ʻo ia hoʻi ka huki ʻana i kahi kristal mai ka heheʻe, ʻo ia kekahi o nā ʻano hana maʻamau no ka hoʻomākaukau ʻana i nā kristal hoʻokahi kiʻekiʻe.
ʻO nā pono o ke ʻano hana Czochralski: (1) ka wikiwiki o ka ulu ʻana, e hiki ai ke hana i nā kristal hoʻokahi kiʻekiʻe i ka manawa pōkole; (2) ulu nā kristal ma ka ʻili heheʻe me ka ʻole o ka pili ʻana me ka paia ipu hoʻoheheʻe, e hōʻemi pono ana i ke kaumaha kūloko a hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ke kristal. Eia nō naʻe, ʻo kahi hemahema nui o kēia ʻano hana ka paʻakikī i ka ulu ʻana i nā kristal anawaena nui, e lilo ana i mea kūpono ʻole no ka hana ʻana i nā kristal nui.
3.2 Ke ʻAno Hana Kyropoulos no ka Hoʻoulu ʻana i nā Kristala Sapphire
ʻO ke ʻano hana Kyropoulos, i hana ʻia e Kyropoulos i ka makahiki 1926 (i hoʻopōkole ʻia ʻo ke ʻano hana KY), ua like ia me ke ʻano hana Czochralski. Pili ia i ka hoʻoluʻu ʻana i kahi kristal hua i loko o ka ʻili heheʻe a huki mālie iā ia i luna e hana i kahi ʻāʻī. Ke paʻa ka wikiwiki o ka paʻa ʻana ma ka pilina heheʻe-hua, ʻaʻole e huki hou ʻia a hoʻohuli ʻia paha ka hua. Akā, ua kāohi ʻia ka wikiwiki o ka hoʻomaʻalili ʻana e ʻae i ka kristal hoʻokahi e paʻa mālie mai luna a lalo, a laila e hana ana i hoʻokahi kristal.
Hoʻopuka ke kaʻina hana ʻo Kyropoulos i nā kristal me ke ʻano kiʻekiʻe, ka nui o nā kīnā haʻahaʻa, ka nui, a me ka uku kūpono.
3.3 Ke ʻano ulu ʻana o ka Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) no ka ulu ʻana i nā kristal sapphire
ʻO ke ʻano hana EFG he ʻenehana ulu kristal i hoʻohālikelike ʻia. ʻO kona kumumanaʻo e pili ana i ke kau ʻana i kahi mea hoʻoheheʻe kiʻekiʻe-kiko i loko o kahi ʻōmole. Huki ʻia ka mea hoʻoheheʻe i luna o ka ʻōmole ma o ka hana capillary, kahi e hoʻopili ai i ke kristal hua. Ke huki ʻia ka hua a paʻa ka mea hoʻoheheʻe, hana ʻia kahi kristal hoʻokahi. ʻO ka nui a me ke ʻano o ka lihi o ka ʻōmole e kaupalena i nā ana kristal. No laila, he mau palena ko kēia ʻano hana a kūpono loa ia no nā kristal sapphire i hoʻohālikelike ʻia e like me nā paipu a me nā ʻaoʻao U-ʻano.
3.4 Ke ʻAno Hoʻololi Wela (HEM) no ka Hoʻoulu ʻana i nā Kristala Sapphire
Ua hana ʻia ke ʻano hoʻololi wela no ka hoʻomākaukau ʻana i nā kristal sapeiro nui e Fred Schmid lāua ʻo Dennis i ka makahiki 1967. Loaʻa i ka ʻōnaehana HEM ka insulation thermal maikaʻi loa, ka mana kūʻokoʻa o ka gradient mahana i loko o ka heheʻe a me ke kristal, a me ka hiki ke hoʻokele maikaʻi. Hoʻopuka maʻalahi ia i nā kristal sapeiro me ka dislocation haʻahaʻa a me ka nui.
ʻO nā pono o ke ʻano HEM e komo pū me ka ʻole o ka neʻe ʻana i loko o ke ipu hoʻoheheʻe, ke aniani, a me ka mea hoʻomehana i ka wā o ka ulu ʻana, e hoʻopau ana i nā hana huki e like me nā mea ma nā ʻano Kyropoulos a me Czochralski. Hoʻemi kēia i ke komo ʻana o ke kanaka a pale i nā kīnā aniani i hoʻokumu ʻia e ka neʻe ʻana o ka mīkini. Eia kekahi, hiki ke hoʻomalu ʻia ka wikiwiki o ka hoʻoluʻu ʻana e hōʻemi i ke kaumaha wela a me ka hopena o ka haki ʻana o ke aniani a me nā hemahema dislocation. Hiki i kēia ʻano hana ke ulu i nā kristal nui, maʻalahi ke hana, a paʻa i nā manaʻolana hoʻomohala maikaʻi.
Me ka hoʻohana ʻana i ka ʻike hohonu i ka ulu ʻana o ka kristal sapphire a me ka hana pololei ʻana, hāʻawi ʻo XKH i nā hoʻonā wafer sapphire maʻamau a hiki i ka hopena i hana ʻia no ka pale ʻana, LED, a me nā noi optoelectronics. Ma waho aʻe o ka sapphire, hāʻawi mākou i kahi laulā piha o nā mea semiconductor hana kiʻekiʻe e komo pū ana me nā wafers silicon carbide (SiC), nā wafers silicon, nā ʻāpana seramika SiC, a me nā huahana quartz. Hoʻomaopopo mākou i ka maikaʻi kūikawā, ka hilinaʻi, a me ke kākoʻo loea ma nā mea āpau, e kōkua ana i nā mea kūʻai aku e hoʻokō i ka hana holomua i nā noi ʻoihana a me nā noiʻi holomua.
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-29-2025