蓝宝石(Sapphire)晶体——最硬的氧化物晶体|王冠之争

蓝宝石(Sapphire)晶体——最硬的氧化物晶体,是氧化铝(Al2O3)最基本的单晶形态。它具有强度、高硬度,耐高温、耐磨擦、耐腐蚀,透光性能好、电绝缘性能优良等一系列优良的理化特性。因此,可广泛用于国防、科研、民用工业等各种要求苛刻的领域。 
·Sapphire主要特点及应用: 
   1. 耐磨、高硬度,耐腐蚀,磨擦系数小,是精密仪表机械轴承的理想材料; 
   2. 透光性能优良,因此也是高级手表首选的表盖材料; 
   3. 高强度、耐腐蚀、高热导率、高热导率、高透光特性及宽透光波段(从近紫外到7um中红外波段),是理想的窗口材料和光学元件材料; 
   4. 电绝缘性能优良,六方对称结构,化学性能稳定,是极好的半导体、超导衬底材料(漏电容和寄生电容小); 
   5. 蓝宝石C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小(与GaN之间失配率小于4%),因此,是目前GaN 蓝光LED与LD最主要的外延基片材料。 

·Sapphire晶体基本特性: 

 晶格结构: 

 六方晶系 

 晶胞参数: 

 a=4.785Å , c=12.991Å

 溶点: 

 2045℃ 

 密度: 

 3.98g/cm3

 莫氏硬度: 

 9 

 热膨胀系数: 

 5.8×10 -6 /K 

 比热: 

 0.418W.s/g/k 

 热导率: 

 25.12W/m/k (@ 100℃) 

 折射率: 

 no =1.768 ne =1.760 

 dn/dt: 

 13×10 -6 /K(@633nm) 

 透光特性: 

 T≈80% (0.3~5μm) 

 介电常数: 

 11.5(∥c), 9.3(⊥c)