E totoina tioata safaira mai le pauta alumina mama maualuga ma le mama e >99.995%, ma avea ai ma nofoaga e sili ona manaʻomia mo alumina mama maualuga. E maualuga lo latou malosi, maualuga le maʻaʻa, ma mautu foʻi o latou uiga faʻakemikolo, ma mafai ai ona faʻagaoioia i siosiomaga faigata e pei o le vevela maualuga, ele, ma le paʻuʻū. E faʻaaogaina lautele i le puipuiga a le atunuʻu, tekinolosi sivili, microelectronics, ma isi matāʻupu.
Mai le pauta alumina mama maualuga i tioata safaira
1. Fa'aoga Autu o le Safaira
I le vaega o le puipuiga, o tioata safaira e faʻaaogaina tele mo faʻamalama infrared o misila. O taua i aso nei e manaʻomia ai le saʻo maualuga i misila, ma o le faʻamalama opitika infrared o se vaega taua tele e ausia ai lenei manaʻoga. I le mafaufauina o misila e oʻo i le vevela malosi ma le paʻu i le taimi o le lele saoasaoa, faʻatasi ai ma siosiomaga taua faigata, e tatau i le radome ona i ai le malosi maualuga, teteʻe atu i paʻu, ma le gafatia e teteʻe atu ai i le solo mai le oneone, timu, ma isi tulaga leaga o le tau. O tioata safaira, faʻatasi ai ma a latou fesiitaiga malamalama lelei, meatotino faʻainisinia sili ona lelei, ma uiga faʻakemikolo mautu, ua avea ma mea lelei mo faʻamalama infrared o misila.
O mea fa'apipi'i LED o lo'o fa'atusalia ai le fa'aoga tele o le safaira. O moli LED ua manatu o le suiga lona tolu lea pe a mavae moli fluorescent ma moli e sefe ai le malosi. O le mataupu faavae o LED e aofia ai le liua o le malosiaga eletise i le malosiaga o le malamalama. A pasia le eletise i totonu o se semiconductor, e tu'ufa'atasia pu ma eletise, ma fa'asa'oloto ai le malosi tele i le tulaga o le malamalama, ma iu ai ina maua ai le malamalama. O le tekonolosi o le chip LED e fa'avae i luga o wafers epitaxial, lea e fa'aputu ai mea kesi i luga o se mea fa'apipi'i. O mea autu o le mea fa'apipi'i e aofia ai mea fa'apipi'i silicon, mea fa'apipi'i silicon carbide, ma mea fa'apipi'i safaira. I totonu o nei mea, o mea fa'apipi'i safaira e ofoina atu ni fa'amanuiaga taua i luga o isi mea e lua, e aofia ai le mautu o le masini, tekinolosi sauniuni lelei, le le mitiia o le malamalama vaaia, lelei le fesiita'iga o le malamalama, ma le tau talafeagai. O fa'amaumauga e fa'aalia ai e 80% o kamupani LED i le lalolagi atoa e fa'aogaina le safaira o a latou mea fa'apipi'i.
I le faʻaopoopoga i faʻaoga ua taʻua i luga, o loʻo faʻaaogaina foʻi tioata safaira i laupepa telefoni feaveaʻi, masini faʻafomaʻi, teuteuga o teuga, ma o ni mea faʻamalama mo le tele o meafaigaluega faʻasaienisi e iloa ai mea e pei o tioata ma prisma.
2. Tele o le Maketi ma Fa'amoemoega
Fa'amalosia e le lagolago fa'avae ma le fa'alauteleina o fa'ata'ita'iga o le fa'aogaina o chips LED, o le mana'oga mo substrates safaira ma le tele o latou maketi ua fa'amoemoeina o le a ausia le tuputupu a'e fa'aluaina. I le 2025, o le tele o uta o substrates safaira ua fuafuaina o le a o'o atu i le 103 miliona fasi (liua i substrates 4-inisi), o lo'o fa'atusalia ai le 63% fa'aopoopoga pe a fa'atusatusa i le 2021, fa'atasi ai ma le fua fa'atatau o le tuputupu a'e fa'aletausaga (CAGR) o le 13% mai le 2021 i le 2025. O le tele o le maketi o substrates safaira ua fa'amoemoeina o le a o'o atu i le ¥8 piliona i le 2025, o se fa'aopoopoga 108% pe a fa'atusatusa i le 2021, fa'atasi ai ma le CAGR o le 20% mai le 2021 i le 2025. I le avea ai ma "precursor" i substrates, o le tele o le maketi ma le aga'i i luma o le tuputupu a'e o tioata safaira ua manino.
3. Sauniuniga o Maa Safaira
Talu mai le 1891, ina ua faia e le foma'i Farani o Verneuil A. le metotia o le fa'afefiloi o le afi e gaosia ai ni tioata ma'a taua fa'apitoa mo le taimi muamua, ua silia ma le seneturi le su'esu'ega o le tuputupu a'e o le tioata safaira fa'apitoa. I le taimi lea, o le alualu i luma i le saienisi ma tekinolosi ua fa'amalosia ai su'esu'ega tetele i metotia o le tuputupu a'e o le safaira e fa'afetaui ai mana'oga fa'apisinisi mo le maualuga o le tulaga lelei o tioata, fa'aleleia atili o le fa'aaogaina, ma fa'aitiitia ai tau o gaosiga. Ua alia'e mai ni metotia ma tekinolosi fou eseese mo le totoina o tioata safaira, e pei o le metotia Czochralski, le metotia Kyropoulos, le metotia tuputupu a'e edge-defined film-fed (EFG), ma le metotia fesuia'i vevela (HEM).
3.1 Metotia Czochralski mo le Fa'atupuina o Ma'a Safaira
O le metotia Czochralski, lea na amataina e Czochralski J. i le 1918, e taʻua foʻi o le metotia Czochralski (faʻapuʻupuʻu o le metotia Cz). I le 1964, na faʻaaogaina muamua e Poladino AE ma Rotter BD lenei metotia e faʻatupu ai ni tioata safaira. Seia oʻo mai i le taimi nei, ua tele naua tioata safaira e maualuga le tulaga lelei ua gaosia. O le mataupu faavae e aofia ai le faʻasusuina o mea mata e fai ai se tioata ua liusuavai, ona fufui lea o se fatu tioata e tasi i totonu o le fogaeleele ua liusuavai. Ona o le eseesega o le vevela i le va o le vai ma le mea mautu, e tupu ai le malulu tele, ma mafua ai ona faʻamaʻaʻa le tioata ua liusuavai i luga o le fogaeleele o le fatu ma amata ona faʻatupuina se tioata e tasi e tutusa le fausaga o le tioata ma le fatu. E toso malie i luga le fatu aʻo faʻataʻamilomilo i se saoasaoa patino. Aʻo tosoina le fatu, e faasolosolo malie ona faʻamaʻaʻa le tioata ua liusuavai i le va, ma fausia ai se tioata e tasi. O lenei metotia, lea e aofia ai le tosoina o se tioata mai le tioata ua liusuavai, o se tasi o metotia masani mo le sauniaina o tioata e tasi e maualuga le tulaga lelei.
O fa'amanuiaga o le metotia Czochralski e aofia ai: (1) le vave o le tuputupu a'e, e mafai ai ona gaosia ni tioata ta'itasi e maualuga le tulaga i se taimi pu'upu'u; (2) e tuputupu a'e tioata i luga o le fogā'ele'ele ua liusuavai e aunoa ma le pa'i atu i le puipui o le ogaumu, e fa'aitiitia ai le mamafa i totonu ma fa'aleleia atili ai le lelei o le tioata. Peita'i, o se fa'aletonu tele o lenei metotia o le faigata lea ona fa'atupuina tioata tetele, ma e le talafeagai ai mo le gaosia o tioata tetele.
3.2 Metotia Kyropoulos mo le Fa'atupuina o Ma'a Safaira
O le metotia o Kyropoulos, na faia e Kyropoulos i le 1926 (faapuupuuina o le metotia KY), e tutusa ma le metotia o Czochralski. E aofia ai le fufuiina o se fatu tioata i totonu o le fogāeleele ua liusuavai ma toso malie i luga e fai ai se ua. O le taimi lava e mautu ai le fua faatatau o le fa'ama'a'a i le va o le liusuavai ma le fatu, e le toe tosoina pe fa'ata'amilomilo le fatu. Nai lo lea, o le fua faatatau o le fa'amālūlūina e fa'ataga ai le tasi le tioata e fa'ama'a'a malie mai luga i lalo, ma iu ai ina fausia ai se tasi le tioata.
O le faagasologa o le Kyropoulos e maua ai ni kirisitala e maualuga le tulaga lelei, maualalo le mafiafia o faaletonu, tetele, ma taugofie lelei.
3.3 Metotia o le Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) mo le Fa'atupuina o Ma'a Safaira
O le metotia EFG o se tekinolosi tuputupu aʻe o tioata ua mamanuina. O lona mataupu faavae e aofia ai le tuʻuina o se mea ua faʻafefiloi i le maualuga o le tulaga ua faʻafefiloi i totonu o se faʻataʻitaʻiga. E tosoina le mea ua faʻafefiloi i le pito i luga o le faʻataʻitaʻiga e ala i le gaioiga capillary, lea e faʻafesoʻotaʻi ai ma le tioata fatu. A o tosoina le fatu ma faʻamaʻaʻa le mea ua faʻafefiloi, e fausia ai se tioata e tasi. O le tele ma le foliga o le pito o le faʻataʻitaʻiga e faʻatapulaʻaina ai le tele o tioata. O le mea lea, o lenei metotia e iai ni tapulaʻa ma e sili ona fetaui mo tioata safaira ua mamanuina e pei o paipa ma foliga U.
3.4 Metotia Fesuiaiga o le Vevela (HEM) mo le Fa'atupuina o Ma'a Safaira
O le metotia o le fesuia'iga o le vevela mo le sauniaina o tioata safaira tetele na faia e Fred Schmid ma Dennis i le 1967. O le faiga HEM e iai le puipuiga sili ona lelei mai le vevela, pulea tuto'atasi o le suiga o le vevela i totonu o le liusuavai ma le tioata, ma le pulea lelei. E faigofie lava ona gaosia tioata safaira e itiiti le feliua'i ma tele.
O lelei o le metotia HEM e aofia ai le leai o se gaioiga i totonu o le ogaumu, tioata, ma le mea fa'avevela i le taimi o le tuputupu a'e, ma ave'ese ai gaioiga toso e pei o lo'o i ai i metotia Kyropoulos ma Czochralski. O lenei mea e fa'aitiitia ai le fa'alavelave a tagata ma 'alofia ai fa'aletonu o tioata e mafua mai i gaioiga fa'amekanika. E le gata i lea, e mafai ona pulea le fua fa'amālūlū e fa'aitiitia ai le atuatuvale i le vevela ma mafua ai ona malepe ma fa'aletonu o le vavae'eseina o tioata. O lenei metotia e mafai ai ona tuputupu a'e tioata tetele, e faigofie ona fa'agaoioia, ma e iai ni fa'amoemoega lelei mo le atina'eina.
Fa'aaogaina le tomai loloto i le tuputupu a'e o le safaira crystal ma le fa'agasologa sa'o, e tu'uina atu e le XKH ni fofo fa'apitoa mo le puipuiga, LED, ma optoelectronics. I le fa'aopoopoga i le safaira, matou te tu'uina atu se laina atoa o mea semiconductor maualuga le fa'atinoga e aofia ai le silicon carbide (SiC) wafers, silicon wafers, SiC ceramic components, ma oloa quartz. Matou te fa'amautinoa le tulaga lelei, fa'atuatuaina, ma le lagolago fa'apitoa i meafaitino uma, e fesoasoani ai i tagata fa'atau e ausia le fa'atinoga sili ona lelei i fa'aoga fa'apisinisi ma su'esu'ega fa'aonaponei.
Taimi na lafoina ai: Aokuso-29-2025