I le olaga i aso faisoo, o masini eletise e pei o telefonipoto ma uati atamai ua avea ma soa taua. O nei masini ua faasolo ina manifinifi ae sili atu ona malolosi. Pe na e mafaufau ea po o le a le mea e mafai ai ona faaauau pea ona alualu i luma? O loo taoto le tali i mea semiconductor, ma o le asō, tatou te taulai atu i se tasi o mea sili ona mataʻina o na mea—o le tioata safaira.
O le tioata safaira, e tele lava ina faia i le α-Al₂O₃, e aofia ai ni atomu okesene e tolu ma ni atomu alumini e lua ua fusifusia fa'atasi, ma fausia ai se fausaga fa'aputuga hexagonal. E ui e foliga tutusa ma le safaira o le maa taua i lona foliga, ae o tioata safaira fa'apisinisi e fa'amamafa ai le fa'atinoga sili atu. E le gaoioi fa'akemikolo, e le mafai ona fa'asusu i le vai ma e tete'e atu i acids ma alkalis, e fai ma "talipupuni fa'akemikolo" e fa'atumauina ai le mautu i siosiomaga faigata. E le gata i lea, e fa'aalia ai le manino lelei o le va'aiga opitika, e mafai ai ona fa'asalalauina lelei le malamalama; malosi le fa'avevela, e puipuia ai le so'ona vevela; ma le fa'amafanafanaga eletise sili ona lelei, e fa'amautinoa ai le mautu o le fa'asalalauga fa'ailo e aunoa ma le tafe. I le fa'ainisinia, e mitamita le safaira i le malosi o le Mohs e 9, lona lua i le taimane, ma avea ai ma mea e tete'e atu ai i le ofuina ma le soloia—e sili ona lelei mo fa'aoga faigata.
O le Auupega Faalilolilo i le Gaosiga o Chip
(1) Mea Taua mo Chips e Maualalo le Malosiaga
A o aga'i atu mea fa'aeletoronika i le fa'aitiitiina ma le fa'atinoga maualuga, ua avea ai ni fasipepa e maualalo le malosi ma mea taua. O fasipepa masani e mafatia i le fa'aleagaina o le insulation i le mafiafia o le nanoscale, e mafua ai le tafe o le eletise, fa'ateleina le fa'aaogaina o le eletise, ma le soona vevela, lea e fa'aleagaina ai le mautu ma le umi e fa'aoga ai.
Na atiaʻe e le au suʻesuʻe i le Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), le Chinese Academy of Sciences, ni faʻaputuga dielectric sapphire faʻapitoa e faʻaaoga ai le tekinolosi oxidation faʻapipiʻi uʻamea, e liua ai le alumini tioata e tasi i le alumina tioata e tasi (sapphire). I le mafiafia e 1 nm, o lenei mea e faʻaalia ai le tafe maualalo tele, e sili atu nai lo dielectrics amorphous masani i le lua faʻatonuga o le tele i le faʻaitiitia o le state density ma faʻaleleia atili ai le lelei o le interface ma semiconductors 2D. O le tuʻufaʻatasia o lenei mea ma mea 2D e mafai ai ona maua ni chips maualalo le malosi, faʻalauteleina tele ai le ola o le maa i telefonipoto ma faʻaleleia atili ai le mautu i faʻaoga AI ma IoT.
(2) O le Paaga Atoatoa mo le Gallium Nitride (GaN)
I le matata o semiconductor, ua tulaʻi mai le gallium nitride (GaN) o se fetu pupula ona o ona tulaga lelei tulaga ese. I le avea ai o se mea semiconductor e lautele le bandgap ma le bandgap e 3.4 eV—e sili atu le tele nai lo le silicon 1.1 eV—e sili atu le GaN i faʻaoga maualuga le vevela, maualuga le voltage, ma le maualuga o le taimi. O lona maualuga o le electron mobility ma le malosi taua o le breakdown field e avea ai ma mea lelei mo masini eletise e maualuga le malosi, maualuga le vevela, maualuga le taimi, ma maualuga le pupula. I le eletise eletise, o masini e faʻavae i luga o le GaN e faʻagaoioia i ni taimi maualuga ma le faʻaaogaina maualalo o le malosi, e ofoina atu ai le faʻatinoga sili atu i le liua o le malosi ma le puleaina o le malosi. I fesoʻotaʻiga microwave, e mafai ai e le GaN ona faʻaaogaina vaega maualuga le malosi, maualuga le taimi e pei o le 5G power amplifiers, faʻaleleia atili ai le lelei ma le mautu o le fesiitaiga o faʻailoga.
O le tioata safaira ua manatu o le "paaga atoatoa" mo le GaN. E ui o lona le fetaui lelei o le lattice ma le GaN e maualuga atu nai lo le silicon carbide (SiC), ae o mea e fai i le safaira e maualalo le fetaui lelei o le vevela i le taimi o le GaN epitaxy, ma maua ai se faavae mautu mo le tuputupu aʻe o le GaN. E le gata i lea, o le lelei tele o le conductivity o le vevela ma le manino o le optical o le safaira e faafaigofie ai le faasalalauina lelei o le vevela i masini GaN e maualuga le malosi, ma faamautinoa ai le mautu o le faagaoioiga ma le lelei o le malamalama e maua mai ai. O ona uiga sili ona lelei o le insulation eletise e faaitiitia ai le faalavelaveina o faailoilo ma le leiloa o le eletise. O le tuufaatasiga o le safaira ma le GaN ua taitai atu ai i le atinaeina o masini e maualuga le faatinoga, e aofia ai LED e faavae i le GaN, lea e pulea ai maketi moli ma faaaliga—mai moli LED i totonu o fale i laupepa tetele i fafo—faapea foi ma diodes laser e faaaogaina i fesootaiga opitika ma le faagasologa saʻo o le laser.
O le keke GaN-i-luga-sapphire a le XKH
Fa'alauteleina o Tuaoi o Talosaga Semiconductor
(1) O le “Tali” i Galuega Fa’amiliteli ma Va’alele i le Ea
E masani ona fa'agaoioia masini i galuega fa'amiliteli ma va'alele i lalo o tulaga faigata. I le vateatea, e mafai e va'alele ona tatalia le vevela e toetoe lava a leai se vevela, le malosi o le ave o le vateatea, ma lu'itau o se siosiomaga gaogao. Ae o va'alele fa'amiliteli, e feagai ma le vevela o le fogaeleele e sili atu i le 1,000°C ona o le vevela o le ea i le taimi o le lele saoasaoa tele, fa'atasi ai ma avega mamafa fa'amekanika ma le fa'alavelave fa'aeletoronika.
O uiga tulaga ese o le tioata safaira ua avea ai ma mea lelei mo vaega taua i nei matata. O lona tete'e atu i le vevela maualuga—e o'o atu i le 2,045°C a'o fa'atumauina pea le tulaga lelei o le fausaga—e fa'amautinoa ai le fa'atinoga fa'atuatuaina i lalo o le fa'alavelave fa'avevela. O lona malosi o le fa'asalalauina e fa'asaoina ai fo'i le aoga i siosiomaga vateatea ma fa'aniukilia, ma puipuia lelei ai mea fa'aeletoronika maaleale. O nei uiga ua mafua ai ona fa'aaogaina lautele le safaira i fa'amalama infrared (IR) vevela maualuga. I totonu o faiga ta'ita'iga o misila, e tatau i fa'amalama IR ona fa'atumauina le manino o le va'aiga i lalo o le vevela tele ma le saoasaoa ina ia mautinoa le sa'o o le iloa o le sini. O fa'amalama IR e fa'avae i le safaira e tu'ufa'atasia ai le mautu maualuga o le vevela ma le sili atu o le IR transmittance, e fa'aleleia atili ai le sa'o o le ta'ita'iga. I le va'alele, e puipuia e le safaira faiga opitika satelite, ma mafai ai ona manino le ata i tulaga faigata o le orbital.
XKH'sfa'amalama opitika safaira
(2) O le Fa'avae Fou mo Superconductors ma Microelectronics
I le superconductivity, o le safaira e avea o se mea e taua tele mo ata manifinifi superconducting, lea e mafai ai ona faʻatautaia le zero-resistance—e suia ai le fesiitaiga o le eletise, maglev trains, ma MRI systems. O ata tifaga superconducting maualuga le faʻatinoga e manaʻomia ai mea e iai ni fausaga mautu o le lattice, ma o le fetaui lelei o le safaira ma mea e pei o le magnesium diboride (MgB₂) e mafai ai ona tuputupu aʻe ata tifaga e faʻateleina ai le mamafa o le tafe ma le fanua maneta taua. Mo se faʻataʻitaʻiga, o uaea eletise e faʻaaogaina ai ata tifaga superconducting e lagolagoina e le safaira e faʻaleleia atili ai le lelei o le fesiitaiga e ala i le faʻaitiitia o le leiloa o le malosi.
I totonu o microelectronics, o mea fa'apipi'i safaira e iai ni fa'atulagaga fa'apitoa o le crystallographic—e pei o le R-plane (<1-102>) ma le A-plane (<11-20>)—e mafai ai ona fa'atulaga ni vaega epitaxial silicon mo ni matagaluega tu'ufa'atasi fa'apitoa (ICs). E fa'aitiitia e le R-plane sapphire ni fa'aletonu o le crystal i ICs e maualuga le saoasaoa, e fa'aleleia atili ai le saoasaoa o le fa'agaioiga ma le mautu, a'o fa'aleleia atili e le A-plane sapphire meatotino fa'amama ma le tutusa o le permittivity le hybrid microelectronics ma le tu'ufa'atasia o le superconductor vevela maualuga. O nei mea fa'apipi'i e lagolagoina ai ni chips autu i le fa'atinoina maualuga o komepiuta ma feso'ota'iga tetele.
XKH'sAlN-i-luga-NPSS Wafer
O Le Lumanai o le Sapphire Crystal i Semiconductors
Ua uma ona faʻaalia e le Sapphire le taua tele i semiconductors, mai le gaosiga o chips i le aerospace ma superconductors. A o faʻalauteleina le tekinolosi, o le a faʻalauteleina atili lona sao. I le atamai faʻapitoa, o chips maualalo le malosi ma maualuga le faʻatinoga e lagolagoina e le sapphire o le a faʻaleleia atili ai le AI i le tausiga o le soifua maloloina, felauaiga, ma tupe. I le quantum computing, o meatotino o le sapphire o loʻo tuʻuina atu ai o se sui tauva folafolaina mo le tuʻufaʻatasia o le qubit. I le taimi nei, o masini GaN-on-sapphire o le a faʻafetaui ai manaʻoga faʻateleina mo masini fesoʻotaʻiga 5G/6G. I le agai i luma, o le sapphire o le a tumau pea o se maa tulimanu o le fouga o semiconductor, e faʻamalosia ai le alualu i luma o tekinolosi a tagata.
O le XKH's GaN-on-sapphire epitaxial wafer
E tuʻuina atu e le XKH faʻamalama opitika safaira ua mamanuina ma le saʻo ma fofo o le GaN-on-sapphire wafer mo faʻaoga faʻaonaponei. Faʻaaogaina le tuputupu aʻe o le tioata faʻapitoa ma tekinolosi faʻapulusina nanoscale, matou te tuʻuina atu faʻamalama safaira ultra-flat ma le faʻasalalauga tulaga ese mai le UV i le IR spectra, e fetaui lelei mo le aerospace, puipuiga, ma faiga laser malosi.
Taimi na lafoina ai: Ape-18-2025