今天給各位分享藍寶石材料c向是什么的知識，其中也會對a向藍寶石與c向藍寶石表面能進行解釋，現(xiàn)在開始吧！

hi 你好 我想問下藍寶石玻璃片應該怎么切割呢？是垂直c軸方向還是 就是c軸方向呢？ 謝謝

首先說一下，藍寶石玻璃片這個說法不太對。因為藍寶石是單晶三氧化二鋁的俗稱。是單晶就不再是玻璃了。另外你提到的c軸之類只能是單晶才有的。

藍寶石單晶的晶碇是采用拉單晶的方法拉出來的。剛拉出來的晶碇很大，需要切割后才能使用。切割的方法就是普通的襯底制備中的切、磨、拋的工藝（相關的你可以查一下藍寶石襯底制備技術）。

關于c軸的問題，這和藍寶石襯底的使用有關了，目前常規(guī)使用的LED襯底都是c面藍寶石，也就是c軸是垂直平面的。但是現(xiàn)在有些廠家也在生長非極性面和半極性面的GaN，這就需要藍寶石襯底平行或者是一定角度相交于c軸。

對于c軸的確定，也就是晶面的確定，必須通過儀器，XRD就可以了。（當然拉單晶的時候生長較快的方向一般是c軸

藍寶石晶體

寶石作為目前已知的硬度最高的物質之一，有著超高的熔點（2000C)，絕佳的物理，化學，光學性能，被廣泛應用于各種嚴苛的工程環(huán)境中。

藍寶石晶體材料是由純度大于99.999%的高純度氧化鋁（Al2O3）在長晶爐里經(jīng)高溫熔化結晶而形成的六萬晶格結構的晶體，它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點高（2050℃）等性能，因此常被用來作為光學元件、紅外裝置、高強度鐳輻射材料及光罩材料。

藍寶石晶體 具有優(yōu)異的力學性能、良好的熱學性能，是半導體GaN/ Al2O3發(fā)光二極管(LED)、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導納米結構薄膜等理想的襯底材料，屬于國家重點支持和鼓勵發(fā)展的能源材料及光電子材料。

藍寶石IPL導光塊產(chǎn)品是用于激光美容儀的導光塊，是一個長方體光學玻璃，六面全部光學拋光，在其中一個端面鍍上截止濾光膜，一般使575nm以下的光截止，600nm~1200nm透過，透過去的光線通過導光塊的四周全反射最后由另一個端面出射，然后照射到皮膚表面進行激光美容。

我司生產(chǎn)了一系列的藍寶石窗口片，并得到廣泛的應用。與玻璃制品相比，由藍寶石生產(chǎn)的光學窗口片具有優(yōu)異的耐磨性、韌性和抗斷裂性。

我們平治光學生產(chǎn)的藍寶石窗口片是產(chǎn)自我們熱交換法（HEM）長晶的藍寶石晶錠，根據(jù)客戶要求定制尺寸。

我們平治光學可以提供的產(chǎn)品：藍寶石晶體、藍寶石導光體、脫毛儀用藍寶石、IPL藍寶石導光體、脫毛儀專用藍寶石。公司主營：濾光片，ND鏡，CPL偏振鏡，分光片，反射鏡，美容儀器濾光片，衰減片，窄帶濾光片，透鏡，棱鏡。

c向藍寶石是什么意思

一個完整的藍寶石晶體應該有任意的晶向，但常用的有C向，A向，M向，R向，N向，其晶面指數(shù)分別為C（0001），A（11-20），M(10-10)，R（1-102），N(11-23)。

藍寶石的晶體化學特征

（一）晶體結構

藍寶石屬于三方晶系，空間群為

，晶胞參數(shù)a0＝0.477nm,c0=1.304nm,Z=6，在其晶體結構中，O2-作六方最緊密堆積，堆積層垂直于三次軸，Al3+充填了由O2-形成的八面體空隙數(shù)的2/3,（AlO5）八面體在垂直c軸方向以共棱方式連接成層，O為四次配位，為四個Al所圍繞；平行c軸方向，以八面體共面或共角聯(lián)結，構成兩個實心八面體和一個空心八面體相間排列的柱體（圖2-1）。（AlO6）八面體沿c軸方向構成三次螺旋對稱軸，由于相鄰Al3+之間的排列，使（AlO6）八面體顯示三方畸變的特點，部分Al—O鍵長為0.1856nm，部分為0.1969nm，相鄰的O—O鍵長為0.252～0.287nm，垂直c軸相鄰的鍵長為0.279nm，平行c軸的Al—Al鍵長為0.265nm，晶體結構在//c和⊥c方向的異向性，導致了藍寶石對光波吸收的差異，在顏色上表現(xiàn)出明顯的異向性（沿c軸方向為藍色，垂直c軸方向為藍綠色至綠色）。

（二）化學成分

藍寶石的化學成分在理論上與剛玉礦物種成分具有一致性，其理論值Al為53.2%,O為46.8%，晶體化學式為Al2O3。但由于形成藍寶石地質環(huán)境的復雜性，其化學成分尤其是微量元素的含量具有較大的差異。我們選擇一些不同顏色的改色前山東昌樂地區(qū)藍寶石原石進行了電子探針分析，其結果列于表2-3。為了與其它國內產(chǎn)狀相類似的藍寶石對比，表中還列出了海南（石桂華等，1988）、江蘇（鄭子儷，1988）藍寶石的成分分析值。

由表2-3可見，昌樂藍寶石主要成分為Al2O3，其質量分數(shù)為97.55%～98.88%，所含微量成分主要有SiO2、TiO2、TFeO（Fe2+O+

）、MnO等，主要以類質同象存在于剛玉的晶格中，從單顆粒不同部位分析結果可見，它們在晶格中分布比較均勻。一般認為，微量元素Fe、Ti、Mn為藍寶石的主要致色元素（吳瑞華等，1994），故昌樂藍寶石的主要致色元素為Fe、Ti、Mn，鐵的含量最高，而且其含量比Ti、Mn高得多，在致色離子中起主導作用，海南、江蘇的藍寶石具有相同特點。

圖2-1　剛玉的三個不同方向結構示意圖（據(jù)Hughes W.Rich,1997）

近幾年來人們在盧旺達西南部的桑古谷地區(qū)發(fā)現(xiàn)了與山東昌樂藍寶石地質產(chǎn)狀十分相似的藍寶石礦（M.S.Krzemnicki et al.,1996），研究結果表明藍寶石來源一種延著東非大裂谷在第三紀巖漿擴張階段溢出的堿性玄武巖的熔巖流。該礦區(qū)藍寶石的電子探針化學成分分析結果（表2-4）與昌樂藍寶石具相似性。

總體來看，藍黑色、深藍色藍寶石的全鐵含量較高，顏色稍淺的全鐵含量相對較低，但藍色深淺與全鐵含量之間沒有嚴格的線性關系，這個問題還有待于進一步研究。棕色藍寶石的全鐵含量最高，黃色藍寶石的全鐵含量也較高。Ti與Mn的含量普遍很低，而且不呈規(guī)律性。由此可見，鐵是昌樂藍寶石十分重要的致色元素，其含量與顏色之間具有十分密切的關系。

與世界著名產(chǎn)地藍寶石的Fe、Ti質量分數(shù)及m（Fe）/m（Ti）值相比（表2-5）（H.Harder,1969），昌樂藍寶石的Fe、Ti質量分數(shù)及m（Fe）/m（Ti）值與泰國藍寶石相似，F(xiàn)e高于Ti幾十到幾百倍，在寶石市場中其顏色均屬同一類型，即深藍色。而優(yōu)質的緬甸、斯里蘭卡藍寶石中Fe含量比昌樂、泰國藍寶石低很多，而且Fe與Ti含量相當，m（Fe）/m（Ti）值接近于1，呈現(xiàn)出優(yōu)美明亮的淺藍色、天藍色、矢車菊藍等，具有很高的美學及商業(yè)價值。因此，要對昌樂藍寶石進行改色，使其顏色向優(yōu)質藍寶石靠近，從根本上來說，是降低鐵在晶體中的含量，保留或增加Ti的含量，減小m（Fe）/m（Ti）值，向世界優(yōu)質藍寶石m（Fe）/m（Ti）值靠近，這與目前世界寶石界公認的藍寶石改色理論相一致。

表2-3　藍寶石電子探針成分分析結果（wB/%）

測試條件：JCXA-733,Link 860Ⅱ；工作電壓15kV；電流200mA。標樣：剛玉。

測試單位：中國地質大學（北京）電子探針室。

表2-4　盧旺達西南部兩個藍寶石的定量分析結果（wB/%）

n.d.表示低于檢測限。

據(jù)M.S.Krzemnicki等，1996。

表2-5　山東昌樂及世界著名產(chǎn)地藍寶石Fe、Ti含量表

①通過表1中氧化物質量分數(shù)換算成元素的質量分數(shù)。

（三）原子吸收光譜分析

為了較精確測得昌樂藍寶石的致色離子Fe和Ti的含量，筆者進行了原子吸收光譜的測定。由于剛玉硬度僅次于金剛石，且物理化學性質穩(wěn)定，熔點近2000℃，因此給測試帶來一定困難。在制樣過程中，首先利用剛玉的脆性將樣品砸碎，然后用吸鐵石不斷將混入的鐵屑吸出，再將其在1∶3鹽酸中浸泡48小時，最大限度地除去附著的鐵屑。然后用蒸餾水沖洗、過濾。在熔礦過程中采用硼砂-碳酸鈉熔劑，既可分解完全又較易提取，且降低了熔點。由此可見分析結果除鐵可能稍偏高外，數(shù)據(jù)還是可信的。

為了與探針結果對比，將分析的Fe2O3含量轉變?yōu)镕eO含量，從表2-6中可見FeO與TiO2數(shù)值與探針結果一致，并直觀地顯示出FeO的含量與顏色的深淺關系更為密切，含量越低，顏色越淺，而TiO2的含量與顏色的關系卻很難簡單地體現(xiàn)出來。同時還表明1300℃熱處理時FeO、TiO2含量幾乎不受影響。

表2-6　藍寶石中Fe、Ti原子吸收分析

（四）成分中的Fe、Ti線、面能譜分析

為了了解Fe和Ti在藍寶石晶體中的分布情況，首先對Fe和Ti進行了面掃描，結果表明半透明深藍色藍寶石中Fe和Ti近于均勻分布。然后對Fe和Ti進行大范圍線掃描（掃描線長5.35mm），研究Fe、Ti的成分環(huán)帶是否與顏色環(huán)帶相同（圖2-2）。由于藍寶石中Fe、Ti含量相對于儀器測試精度較低，因此誤差較大，但仍可反映出總的分布規(guī)律：成分環(huán)帶與顏色環(huán)帶幾乎一致，而Fe和Ti的含量之間有一定的聯(lián)系，F(xiàn)e含量高，Ti含量也較高，但這種規(guī)律并不絕對。由測試樣品生長環(huán)帶形態(tài)可知，在靠晶體外緣一側，F(xiàn)e含量明顯較高，這可能是由于藍寶石由堿性玄武巖漿（超鎂鐵質）攜至地表，巖漿中鐵含量較高，部分鐵向晶體內擴散造成的。

圖2-2　藍寶石5.35mm Fe、Ti線掃描及樣品素描

藍寶石A晶向、R晶向、M晶向、C晶向分別是什么意思？

晶體的一個基本特點是具有方向性，沿晶格的不同方向晶體性質不同。布拉格點陣的格點可以看成分列在一系列相互平行的直線系上，這些直線系稱為晶列。同一個格點可以形成方向不同的晶列，每一個晶列定義了一個方向，稱為晶向。?簡單的說，晶向就是通過晶體中原子中心的不同方向的原子列。?　

　設想在晶格中任取一點O作為原點，并以基失a、b、c?為軸建立坐標系，于是在此通過原點的晶列上，沿晶向方向任一格點A的位失為??a?+??b?+??c?則晶向就用?、、來表示，寫成[????]。標志晶向的這組數(shù)成為晶向指數(shù)。?　

　由于晶體具有對稱性，有對稱性聯(lián)系著的那些晶向可以方向不同，但它們的周期卻相同，因而是等效的，這些等效晶向的全體可用尖括號????來表示。如[100]、[010]、[001]及其相反晶向就可以用100表示。

LED用藍寶石襯底材料有哪幾種？

LED用襯底材料一般有藍寶石襯底，碳化硅襯底及硅襯底三種，其中藍寶石襯底應用最廣泛，因為其加工方法以及加工成本等與其他兩種相比較都有不小的優(yōu)勢。雖說在晶格匹配上面是氮化鎵襯底砷化鎵襯底最為匹配，但其生產(chǎn)加工方法要比碳化硅及硅等都更難上加難。

當前用于GaN基LED的襯底材料比較多，但是能用于商品化的襯底目前只有兩種，即藍寶石和碳化硅襯底。其它諸如GaN、Si、ZnO襯底還處于研發(fā)階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。

一、紅黃光LED

紅光LED以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)為主，主要采用GaP和GaAs作為襯底，未產(chǎn)業(yè)化的還有藍寶石Al2O3和硅襯底。 　

1、GaAs襯底：在使用LPE生長紅光LED時，一般使用AlGaAs外延層，而使用MOCVD生長紅黃光LED時，一般生長AlInGaP外延結構。外延層生長在GaAs襯底上，由于晶格匹配，容易生長出較好的材料，但缺點是其吸收這一波長的光子，布拉格反射鏡或晶片鍵合技術被用于消除這種額外的技術問題。

2、GaP襯底：在使用LPE生長紅黃光LED時，一般使用GaP外延層，波長范圍較寬565-700nm;使用VPE生長紅黃光LED時，生長GaAsP外延層，波長在630-650nm 之間;而使用MOCVD時，一般生長AlInGaP外延結構，這個結構很好的解決了GaAs襯底吸光的缺點，直接將LED結構生長在透明襯底上，但缺點是晶格失配，需要利用緩沖層來生長InGaP和AlGaInP結構。另外，GaP基的III-N-V材料系統(tǒng)也引起廣泛的興趣，這種材料結構不但可以改變帶寬，還可以在只加入0.5 %氮的情況下，帶隙的變化從間接到直接，并在紅光區(qū)域具有很強的發(fā)光效應(650nm)。采用這樣的結構制造LED，可以由GaNP 晶格匹配的異質結構，通過一步外延形成LED結構，并省去GaAs襯底去除和晶片鍵合透明襯底的復雜工藝。

二、藍綠光LED

用于氮化鎵研究的襯底材料比較多，但是能用于生產(chǎn)的襯底目前只有二種，即藍寶石Al2O3和碳化硅SiC襯底。

1、氮化鎵襯底：用于氮化鎵生長的最理想的襯底自然是氮化鎵單晶材料，這樣可以大大提高外延片膜的晶體品質，降低位元錯密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，提高器件工作電流密度。可是，制備氮化鎵體單晶材料非常困難，到目前為止尚未有行之有效的辦法。有研究人員通過HVPE方法在其他襯底(如Al2O3、SiC、LGO)上生長氮化鎵厚膜，然后通過剝離技術實現(xiàn)襯底和氮化鎵厚膜的分離，分離后的氮化鎵厚膜可作為外延用的襯底。這樣獲得的氮化鎵厚膜優(yōu)點非常明顯，即以它為襯底外延的氮化鎵薄膜的位元錯密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化鎵薄膜的位元錯密度要明顯低;但價格昂貴。因而氮化鎵厚膜作為半導體照明的襯底之用受到限制。

2、藍寶石Al2O3襯底：目前用于氮化鎵生長的最普遍的襯底是Al2O3，其優(yōu)點是化學穩(wěn)定性好、不吸收可見光、價格適中、制造技術相對成熟;不足方面雖然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被過渡層生長技術所克服，導電性能差通過同側P、N電極所克服，機械性能差不易切割通過雷射劃片所克服，很大的熱失配對外延層形成壓應力因而不會龜裂。但是，差的導熱性在器件小電流工作下沒有暴露出明顯不足，卻在功率型器件大電流工作下問題十分突出。

3、SiC襯底：除了Al2O3襯底外，目前用于氮化鎵生長襯底就是SiC，它在市場上的占有率位居第2，目前還未有第三種襯底用于氮化鎵LED的商業(yè)化生產(chǎn)。它有許多突出的優(yōu)點，如化學穩(wěn)定性好、導電性能好、導熱性能好、不吸收可見光等，但不足方面也很突出，如價格太高、晶體品質難以達到Al2O3和Si那麼好、機械加工性能比較差。 另外，SiC襯底吸收380 nm以下的紫外光，不適合用來研發(fā)380 nm以下的紫外LED。由于SiC襯底優(yōu)異的的導電性能和導熱性能，不需要像Al2O3襯底上功率型氮化鎵LED器件采用倒裝焊技術解決散熱問題，而是采用上下電極結構，可以比較好的解決功率型氮化鎵LED器件的散熱問題。目前國際上能提供商用的高品質的SiC襯底的廠家只有美國CREE公司。

4、Si襯底：在硅襯底上制備發(fā)光二極體是本領域中夢寐以求的一件事情，因為一旦技術獲得突破，外延片生長成本和器件加工成本將大幅度下降。Si片作為GaN材料的襯底有許多優(yōu)點，如晶體品質高，尺寸大，成本低，易加工，良好的導電性、導熱性和熱穩(wěn)定性等。然而，由于GaN外延層與Si襯底之間存在巨大的晶格失配和熱失配，以及在GaN的生長過程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si 襯底上很難得到無龜裂及器件級品質的GaN材料。另外，由于硅襯底對光的吸收嚴重，LED出光效率低。

5、ZnO襯底：之所以ZnO作為GaN外延片的候選襯底，是因為他們兩者具有非常驚人的相似之處。兩者晶體結構相同、晶格失配度非常小，禁帶寬度接近(能帶不連續(xù)值小，接觸勢壘小)。但是，ZnO作為GaN外延襯底的致命的弱點是在GaN外延生長的溫度和氣氛中容易分解和被腐蝕。目前，ZnO半導體材料尚不能用來制造光電子器件或高溫電子器件，主要是材料品質達不到器件水準和P型摻雜問題沒有真正解決，適合ZnO基半導體材料生長的設備尚未研制成功。今后研發(fā)的重點是尋找合適的生長方法。但是，ZnO本身是一種有潛力的發(fā)光材料。 ZnO的禁帶寬度為3.37 eV，屬直接帶隙，和GaN、SiC、金剛石等寬禁帶半導體材料相比，它在380 nm附近紫光波段發(fā)展?jié)摿ψ畲螅歉咝ё瞎獍l(fā)光器件、低閾值紫光半導體雷射器的候選材料。ZnO材料的生長非常安全，可以采用沒有任何毒性的水為氧源，用有機金屬鋅為鋅源。

6、ZnSe襯底：有人使用MBE在ZnSe襯底上生長ZnCdSe/ZnSe等材料，用于藍光和綠光LED器件，最先由住友公司推出，由于其不需要熒光粉就可以實現(xiàn)白光LED的目標，故可降低成品，同時電源回路構造簡單，其操作電壓也比GaN白光LED低。但是其并沒有推廣，這是因為由于使用MOCVD，p型參雜沒有很好解決，試驗中需要用到Sb來參雜，所以一般采用MBE生長，同時其發(fā)光效率較低，，而且由于自補償效應的影響，使得其性能不穩(wěn)定，器件壽命較短。

現(xiàn)在藍寶石襯底是最為廣泛應用的，晶體主要材料來自美國，俄羅斯，臺灣，大陸也開始慢慢起來了

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