La konsisto de Safiro estas Aluminia Oksido (Al 2O 3), kaj ĝia kristala strukturo estas sesedra krada strukturo. C-aviadilo estas la plej ofte uzata safira substrato. Pro ĝia larĝa optika penetra bendo, ĝi havas bonan lumtransmision de preskaŭ-ultraviola ĝis mez-infraruĝa, do ĝi estas vaste uzata en optikaj komponantoj, infraruĝaj aparatoj, altintensaj laseraj lensaj materialoj kaj maskaj materialoj.
Nuntempe, la kvalito de ultra-alta brilo blanka kaj blua LED dependas de la materiala kvalito de GaN, kaj la kvalito de GaN estas proksime rilata al la surfaca pretiga kvalito de la safira substrato uzata.
Lastatempe, la merkato ŝanĝiĝis de 2-cola safira ununura kristalo al 4-cola, 6-cola kaj 8-cola. La rapida disvolviĝo de la LED-merkato postulas la kreskon de safiraj kristaloj de granda grandeco, altkvalita kaj stabila agado, kio prezentas pli altajn postulojn por safira kreskteknologio. Tamen, en la kreskoprocezo de safiro ununura kristalo, ekzistas ofte iuj difektoj kiuj signife influas la agadon de safiro, kiel kristalaj fendoj, dislokiĝoj, malpuraĵoj kaj kolorcentroj, aervezikoj ktp.
Malsupre ni koncentriĝas pri du specoj de difektoj de safiro kristalo.
Dum la kreskoprocezo, la generacio de diversaj streĉoj ene de la kristalo kaŭzos streĉon. Kiam la streĉiĝo estas pli granda ol la elasta limo de la kristalo mem, la kristalo krevos. La streso en la kristalo ĉefe inkluzivas la jenajn tri tipojn:
(1) Termika streso: Termika streso estas speco de interna streso kaŭzita de la neegala hejtado de la kristalo kaj la temperaturdiferenco, rezultigante malkonsekvencan ekspansion aŭ kuntiriĝan deformadon de la kristalo, kaj reciproka sindeteno inter la diversaj partoj de la kristalo. Do tiel longe kiel ekzistas temperaturgradiento ene de la kristalo, ekzistos termika streso.
(2) Kemia streso: kaŭzita de la neegala distribuo de diversaj komponantoj en la kristalo.
(3) Mekanika streso: kaŭzita de mekanika vibro dum kristala kresko.
Dum la kresko de safira ununura kristalo, termika streso estas la plej grava formo de ĉiu streso. La ĉefaj kialoj de troa termika streso en la kristalo inkluzivas la jenajn aspektojn:
a. La kreskorapideco estas tro rapida.
b. La temperaturkampo estas neracia kaj la temperaturgradiento estas tro granda.
c. La malvarmiga rapideco estas tro rapida.
d. Kristala orientiĝo.
e. Kristala grandeco.
eta streĉo
meza streso
Dislokiĝo estas krada difekto kun speciala strukturo. La fakta kristalo estas submetita al la ago de la ekstera medio aŭ diversaj internaj stresoj dum kristaliĝo, kaj la aranĝo de la partikloj ene de la kristalo estas misformita kaj ne plu estas ordigita en idealan kradan staton, rezultigante liniaran difekton en la kristalo nomita dislokiĝo.
La kaŭzoj de dislokiĝoj en safiraj kristaloj ĉefe inkluzivas la sekvajn tri aspektojn:
a. Primaraj dislokigoj: Se ekzistas dislokigoj en la elektita semkristalo, ili povas esti etenditaj en novajn kristalojn per kresko. Dislokiĝoj en la semkristalo inkludas delokaĵojn enecajn en la semkristalo, delokaĵojn generitajn per troa streso dum pretigo, kaj delokaĵojn generitajn per termika ŝoko dum semado.
b. Dislokiĝoj estas generitaj dum kristala kresko. Ĝiaj ĉefaj fontoj estas:
(1) La aksaj kaj radialaj temperaturgradientoj de la kristalo proksime de la interfaco generas termikan streson, kiuj ambaŭ superas la kritikan valoron.
(2) Ŝanĝoj en kradaj konstantoj kaŭzitaj de komponentapartigo: pro la ĉeesto de malpuraj atomoj en la fandado, la kristaloj solidiĝos sinsekve dum la solidiĝoprocezo, rezultigante diferencojn en konsisto kaj ebla formado de dislokiĝoj.
(3) Punktaj difektoj (vakantaĵoj kaj intersticoj) kaŭzas lokan streĉan koncentriĝon.
(4) La influo de mekanika vibro igas la kristalon deviigi aŭ fleksi, kaj fazdiferenco okazas inter apudaj kristalaj blokoj, tiel formante dislokiĝojn.
Streskoncentriĝo estas ema okazi en la najbareco de interfacoj kiel ekzemple ĝemeloj kaj grenlimoj ene de la kristalo kaj proksime de mikrofendetoj. Se la streso superas la glitan streĉon, kiam la kristalo glitas en ĉi tiu areo, dislokiĝoj okazos en ĉi tiu areo.
