Nolol maalmeedka, aaladaha elektaroonigga ah sida taleefannada casriga ah iyo saacadaha casriga ah ayaa noqday saaxiibo aan laga maarmi karin. Qalabkani waxay noqonayaan kuwo caato ah oo haddana aad u xoog badan. Ma isweydiisay waxa suurtageliya horumarkooda joogtada ah? Jawaabtu waxay ku jirtaa agabka semiconductor-ka, maantana, waxaan diiradda saareynaa mid ka mid ah kuwa ugu caansan iyaga - kiristaalka safayr.
Kiristaalka Sapphire, oo inta badan ka kooban α-Al₂O₃, wuxuu ka kooban yahay saddex atamka oksijiinta iyo laba atamka aluminiumka ah oo isku xiran, iyagoo samaynaya qaab-dhismeed shabag oo lix geesle ah. In kasta oo ay u egtahay safayr nooca jawharadda ah muuqaalka, kiristaalka safayr-ka warshadaha ayaa xoogga saaraya waxqabadka sare. Kiimiko ahaan, ma milmo biyaha waxayna u adkaysataa asiidhyada iyo alkalis, isagoo u dhaqma sidii "gaashaam kiimiko ah" oo ilaaliya xasilloonida jawiyada adag. Intaa waxaa dheer, waxay muujisaa hufnaan muuqaal oo aad u fiican, taasoo u oggolaanaysa gudbinta iftiinka oo hufan; hab-raac kuleyl oo xooggan, ka hortagga kulaylka xad-dhaafka ah; iyo dahaarka korantada ee heer sare ah, taasoo hubinaysa gudbinta calaamadaha oo deggan iyada oo aan daadanayn. Farsamo ahaan, safayr-ku wuxuu ku faanaa adkaansho Mohs ah oo ah 9, oo ka dambeysa dheemanka oo keliya, taasoo ka dhigaysa mid aad u adag oo u adkaysta nabaad-guurka - oo ku habboon codsiyada adag.
Hubka Qarsoon ee Soo saarista Chip-ka
(1) Agabka Muhiimka ah ee Chips-yada Awoodda Yar
Maadaama qalabka elektaroonigga ah uu u janjeero inuu yareeyo wax soo saarka iyo waxqabadka sare, jajabyada awoodda yar ayaa noqday kuwo muhiim ah. Jajabyada dhaqameed waxay la ildaran yihiin burburka dahaarka marka dhumucda nanoscale-ka ay korodho, taasoo keenta daadashada hadda jirta, isticmaalka korontada oo kordha, iyo kulayl badan, taasoo waxyeellaysa xasilloonida iyo cimriga.
Cilmi-baarayaal ka tirsan Machadka Shanghai ee Microsystem iyo Information Technology (SIMIT), Akadeemiyada Sayniska Shiinaha, ayaa sameeyay wafers sapphire dielectric ah oo macmal ah iyagoo adeegsanaya tiknoolajiyada oksaydhka birta ku dhex jira, iyagoo aluminium hal-crystal ah u beddelaya alumina hal-crystal ah (sapphire). Dhumucda 1 nm, walaxdani waxay muujinaysaa hadda daadashada aadka u hooseysa, iyadoo ka sarraysa dielectrics-ka caadiga ah ee aan qaab-dhismeedka lahayn laba heer oo baaxad leh oo ku saabsan yaraynta cufnaanta gobolka iyo hagaajinta tayada is-dhexgalka ee semiconductors-ka 2D. Ku-darka tan agabka 2D wuxuu suurtogal ka dhigayaa jajabyada awoodda yar, si weyn u dheereynaya cimriga batteriga ee taleefannada casriga ah iyo kor u qaadista xasilloonida codsiyada AI iyo IoT.
(2) Lamaanaha Ugu Fiican ee Gallium Nitride (GaN)
Goobta semiconductor-ka, gallium nitride (GaN) waxay u soo baxday xiddig dhalaalaya sababtoo ah faa'iidooyinkeeda gaarka ah. Iyada oo ah walax semiconductor-ka ballaaran oo leh bandgap ah 3.4 eV - oo si weyn uga weyn 1.1 eV ee silicon - GaN waxay ku fiican tahay codsiyada heerkulka sare, danab sare, iyo kuwa soo noqnoqda sare. Dhaqdhaqaaqeeda elektaroonigga sare iyo xoogga goobta burburka muhiimka ah waxay ka dhigayaan walax ku habboon aaladaha elektaroonigga ah ee awoodda sare, heerkulka sare, soo noqnoqoshada sare, iyo kuwa dhalaalaya sare. Qalabka elektaroonigga ah ee awoodda leh, aaladaha ku salaysan GaN waxay ku shaqeeyaan mawjado sare oo leh isticmaalka tamarta oo hooseeya, iyagoo bixiya waxqabad sare oo ku saabsan beddelka awoodda iyo maaraynta tamarta. Isgaarsiinta microwave-ka, GaN waxay awood u siineysaa qaybaha awoodda sare, kuwa soo noqnoqda sare sida qalabka 5G ee xoogga kordhiya, iyagoo kor u qaadaya tayada gudbinta calaamadaha iyo xasilloonida.
Kiristaalka Sapphire waxaa loo arkaa "lamaanaha ugu fiican" ee GaN. In kasta oo isku-dheelitir la'aanta shabaggeeda ee GaN ay ka sarreyso kan carbide-ka silicon (SiC), substrates-ka sapphire waxay muujiyaan is-waafaq la'aan kuleyl hooseeya inta lagu jiro epitaxy-ga GaN, taasoo siinaysa saldhig deggan koritaanka GaN. Intaa waxaa dheer, gudbinta kulaylka ee aadka u fiican ee sapphire iyo hufnaanta indhaha waxay sahlaysaa kala-baxa kulaylka hufan ee aaladaha GaN ee awoodda sare leh, iyagoo hubinaya xasilloonida hawlgalka iyo hufnaanta wax soo saarka iftiinka ugu fiican. Sifooyinkeeda dahaarka korantada ee sare waxay sii yareeyaan faragelinta calaamadaha iyo luminta awoodda. Isku-darka sapphire iyo GaN waxay horseedday horumarinta aaladaha waxqabadka sare leh, oo ay ku jiraan LED-yada ku salaysan GaN, kuwaas oo xukuma suuqyada iftiinka iyo bandhigga - laga bilaabo nalalka LED-ka guriga ilaa shaashadaha waaweyn ee bannaanka - iyo sidoo kale diode-yada laser-ka ee loo isticmaalo isgaarsiinta indhaha iyo habaynta laser-ka saxda ah.
Waferka GaN-on-sapphire ee XKH
Ballaarinta Xuduudaha Codsiyada Semiconductor-ka
(1) "Gaashaanka" ee Codsiyada Milatariga iyo Hawada Sare
Qalabka ku jira codsiyada militariga iyo hawada sare ayaa badanaa ku shaqeeya xaalado aad u daran. Hawada sare, dayax-gacmeedku wuxuu u adkeystaa heerkul ku dhow eber, shucaaca cirka oo xooggan, iyo caqabadaha jawi faaruq ah. Dhanka kale, diyaaradaha militariga waxay wajahayaan heerkulka dusha sare oo ka badan 1,000°C sababtoo ah kuleylinta hawada sare inta lagu jiro duulimaadka xawaaraha sare, oo ay weheliso culaysyo farsamo oo sare iyo faragelin elektromagnetic ah.
Sifooyinka gaarka ah ee kirismaska Sapphire ayaa ka dhigaya agab ku habboon qaybaha muhiimka ah ee goobahan. Iska caabintiisa heerkulka sare ee gaarka ah - oo u adkaysata ilaa 2,045°C iyadoo ilaalinaysa hufnaanta qaab-dhismeedka - waxay hubisaa waxqabad la isku halleyn karo marka la eego cadaadiska kulaylka. Adkaanta shucaaca waxay sidoo kale ilaalisaa shaqeynta jawiga koonka iyo nukliyeerka, iyadoo si wax ku ool ah u ilaalinaysa elektaroonigga xasaasiga ah. Sifooyinkan ayaa horseeday isticmaalka ballaaran ee sapphire ee daaqadaha infrared (IR) heerkulka sare leh. Nidaamyada hagidda gantaalada, daaqadaha IR waa inay ilaaliyaan hufnaanta indhaha marka la eego kulaylka iyo xawaaraha aadka u daran si loo hubiyo ogaanshaha bartilmaameedka saxda ah. Daaqadaha IR ee ku salaysan Sapphire waxay isku daraan xasilloonida kulaylka sare iyo gudbinta IR ee sare, taasoo si weyn u hagaajinaysa saxnaanta hagitaanka. Hawada sare, sapphire waxay ilaalisaa nidaamyada indhaha dayax-gacmeedka, taasoo suurta gelinaysa sawir cad xaaladaha orbital ee adag.
XKH'sdaaqadaha indhaha ee safayr
(2) Aasaaska Cusub ee Superconductors iyo Microelectronics
Marka la eego superconductivity, sapphire waxay u adeegtaa sidii substrate lama huraan u ah filimada khafiifka ah ee superconducting, kuwaas oo awood u siinaya gudbinta eber-iska caabinta - isbeddelka gudbinta awoodda, tareenada maglev, iyo nidaamyada MRI. Filimada superconducting ee waxqabadka sare leh waxay u baahan yihiin substrates leh qaab-dhismeedyo siman oo deggan, iyo iswaafajinta sapphire ee agabka sida magnesium diboride (MgB₂) waxay u oggolaanaysaa koritaanka filimada leh cufnaanta hadda jirta ee muhiimka ah iyo goobta birlabta ee muhiimka ah. Tusaale ahaan, fiilooyinka korontada ee isticmaalaya filimada superconducting ee safayr-ku taageero si weyn ayay u horumariyaan hufnaanta gudbinta iyagoo yareynaya luminta tamarta.
Qalabka elektaroonigga ah ee microelectronics-ka, walxaha sapphire-ka ee leh jihooyinka crystallographic-ka gaarka ah—sida R-plane (<1-102>) iyo A-plane (<11-20>)—waxay awoodsiinayaan lakabyada epitaxial-ka silicon ee loogu talagalay wareegyada isku dhafan ee horumarsan (ICs). Sapphire-ka R-plane wuxuu yareeyaa cilladaha kiristaalka ee IC-yada xawaaraha sare leh, taasoo kor u qaadaysa xawaaraha hawlgalka iyo xasilloonida, halka sifooyinka dahaarka ee sapphire-ka A-plane iyo ogolaanshaha isku midka ah ay wanaajiyaan microelectronics-ka isku dhafan iyo isdhexgalka superconductor-ka heerkulka sare leh. Qalabkani wuxuu xoojiyaa jajabyada asaasiga ah ee kaabayaasha kombiyuutarka iyo isgaarsiinta waxqabadka sare leh.
XKH'sAWafer-ka lN-on-NPSS
Mustaqbalka Kiristarka Sapphire ee Semiconductors-ka
Sapphire waxay horey u muujisay qiimo aad u weyn oo ka jira semiconductors-ka, laga bilaabo soo saarista chip-ka ilaa hawada sare iyo superconductors-ka. Marka tignoolajiyadu horumarto, doorkeedu wuu sii ballaarin doonaa. Sirdoonka macmalka ah, jajabyada awoodda yar ee sapphire-ka taageerto, waxqabadka sare leh ayaa horseedi doona horumarka AI ee daryeelka caafimaadka, gaadiidka, iyo maaliyadda. Xisaabinta quantum-ka, sifooyinka walxaha sapphire-ku waxay u taagan yihiin musharax rajo leh oo loogu talagalay is-dhexgalka qubit. Dhanka kale, aaladaha GaN-on-sapphire waxay dabooli doonaan baahida sii kordheysa ee qalabka isgaarsiinta 5G/6G. Horay u socoshada, sapphire-ku wuxuu ahaan doonaa saldhig u ah hal-abuurka semiconductor-ka, isagoo xoojinaya horumarka tignoolajiyada aadanaha.
Wafer epitaxial GaN-on-sapphire ah oo XKH ah
XKH waxay bixisaa daaqadaha indhaha ee sapphire-ka ee si sax ah loo farsameeyay iyo xalalka wafer-ka GaN-on-sapphire ee loogu talagalay codsiyada casriga ah. Annagoo ka faa'iideysanayna tiknoolajiyada kobcinta kiristaalka gaarka ah iyo nanoscale-ka, waxaanu bixinaa daaqado sapphire ah oo aad u fidsan oo leh gudbin gaar ah oo ka timaadda UV ilaa IR spectra, oo ku habboon nidaamyada hawada sare, difaaca, iyo nidaamyada laysarka awoodda sare leh.
Waqtiga boostada: Abriil-18-2025