単結晶の基質材料は水晶薄膜のエピタキシアル成長のための単結晶のウエファーを示します。そして言葉「エピタクシー」は単結晶の表面の別の単結晶の別の方向成長を特定の条件下で示します。科学技術の特に上昇の連続的な開発および光電子工学工業の開発によって、薄膜の性能そして質はますますデマンドが高くなりました。元の基質材料は条件を満たすことにはほど遠いです、従ってさまざまな単結晶材料は基質として使用されます。適切な時に、企業のスケールは拡大して、研究分野は絶えず拡大しています。モノクリスタル ケイ素材料はマイクロエレクトロニック装置との両立性による多くの薄膜のための好まれた基質材料です。さまざまな基質で育つ同じ薄膜のいくつかは最高の性能か最も経済的な利点を得ることができます。例えば、GaNの薄膜の基質はSiCのAlを含んでいます2O3、ZnO、SiおよびLiAiO2. モノクリスタル基質材料は光電子工学工業の基礎です。
基質材料として、単結晶に次の基本的な特徴があります:大型の単結晶への安定した物理的な、化学特性、容易なアクセス、高い熱伝導性、小さい熱拡張係数、よい熱抵抗およびよいprocessability。
タイプの単結晶の基質
SiNx
SiNxの薄膜に高い硬度が、耐食性、高温抵抗、よい熱伝導性および絶縁材および優秀な光電性能があります。従って、SiNxの薄膜はマイクロエレクトロニクスおよびずっとマイクロ機械システムの分野で広く利用されています。
GaAs
ガリウム砒素(GaAs)はより高い温度およびより大きい方向電圧で作動できるIII-Vの化合物半導体材料です。それは強力な装置の製造のための好まれた材料です。その電子移動度はSiのそれかける6であり、動作周波数は高いです。それは高速集積回路および高速電子デバイスを製造するための理想的な材料です。
Al2O3
Al0.32Ga0.78サファイア(主にAlのエピタキシアル成長によって育つN/GaNの単一水晶の薄膜2O3) 金属の化学気相堆積の(MOCVD)の有機性技術を使用して基質は高温、高周波、および高い発電装置の準備のための最も好まれた材料です。物質的なシステムに衛星、レーダー、コミュニケーションおよび他の分野で大きい適用潜在性があります。
SrTiO3
ストロンチウムのチタン酸塩(SrTiO3) 高い比誘電率、低い誘電性損失およびよい熱安定性の利点がある広く利用された電子機能陶磁器材料はあります。そしてそれは電子の、機械および陶磁器の企業で広く利用されています。同時に、機能材料として、ストロンチウムのチタン酸塩に優秀なphotocatalytic活動があり、独特な電磁石の特性およびレドックスの触媒作用活動があります。ストロンチウムのチタン酸塩はまた水のphotocatalytic分解で広く利用されています有機性汚染物質の水素、photocatalytic低下およびずっと光化学電池を作り出すために。さらに、それは頻繁に総合的なエメラルド タイプの宝石用原石に切られ、非常によいダイヤモンドの代理です。
適用
発光性材料:省エネおよび環境に優しい特徴のために半導体の発光ダイオードの(LEDs)の農産物の白色光、それらは今世紀の最も貴重で新しい光源になり。モノクリスタル基質材料はLEDsの重要な役割を担います。現在、一般的な基質はSiCのAlです2O3そしてSi。SiCの単結晶の融点は2700°Cについて非常に高いです、従って化学特性は比較的安定しています。SiCの基質材料は6Hタイプおよび生産管理をさらに困難にする4Hタイプで利用できます。1991年まで、6H SiCタイプは商業化され始め4H SiCの商業化は1994年から始まりました。SiCの基質材料は1996年にLEDの生れの基盤を築きました。
超伝導材料:超伝導材料は超滑らかな表面の単結晶の基質で一般に準備されます。いわゆる超滑らかな表面はより少しにより1 nmの荒さの表面です。それは表面損傷によってか傷および表面下の損傷特徴付けられません。この超滑らかな表面の単結晶の基質の処理は超伝導、巨大な磁気抵抗、ferroelectric薄膜のような多くの分野に次第に等浸透しています。LaAlOの疑似立方構造3正常な温度で0.379 nmの格子定数の典型的で超滑らかな表面の単結晶の基質はあります。LaAlO3高温超伝導材料YBCOのための基質として頻繁に使用されます。
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