蓝宝石晶体 (2011-08-30 12:12:50)

标签： 杂谈

蓝宝石（Sapphire,国内又称白宝石，分子式为Al2O3）单晶X射线衍射结构属六方晶系，硬度莫氏9级，是一种优秀的多功能材料，具有一系列独特的理化性能，良好的电绝缘性、热导性及化学稳定性，介电常数小，介质损耗低，特别是它在0.18μm～5.5μm波段具有良好的透过率。

蓝宝石因其在化学、电学、机械、光学、表面特性、热力学及耐久性等方面所具有的优越特性，其在高性能光学系统和零件时得到广泛采用。蓝宝石晶体更是红外军用装置、、卫星空间技术、探测和高功率强激光等的首选窗口材料。另一方面由于蓝宝石晶格结构，其是目前GaN基LED衬底中使用最为广泛的材料。

六方晶系通常采用4个弥勒指数，即（hkil）来表示晶向和晶面，有一个6次对称轴或者6次倒转轴，该轴是晶体的直立结晶轴C轴，另外三个水平结晶轴正端互成120度夹角。 蓝宝石晶体的特征结构导致蓝宝石晶体生长工艺变成了一种艺术。在蓝宝石特征结构中已经被证实存在的主要有以下滑移系（以易发生的可能次序排列）：

(0001) <11-20>；

(0001) <10-10>；

{10-10} <11-20>；

{11-20} <10-10>；

{10-10} <01-12>；

{11-21} <10-10>；

{22-43} <10-10>；

以上的几个滑移特性决定了蓝宝石在其建立的温场中进行晶体生长时需要采用不同的晶体生长方向。

要建立蓝宝石晶体生长的温场首先需要了解蓝宝石晶体的物化性能。蓝宝石晶体对红外波段的高透过是其特色，也正是这一特色决定了要建立适合生长蓝宝石晶体的温场更确切的说是建立适合蓝宝石晶体生长的生长界面，将必然存在不可避免的问题。

如何选择蓝宝石晶体生长方向？以上足以说明。