आप नीलम के बारे में कितना जानते हैं?

नीलमणि क्रिस्टल99.995% से अधिक की शुद्धता के साथ उच्च शुद्धता वाले एल्यूमिना पाउडर से उगाया जाता है। यह उच्च शुद्धता वाले एल्यूमिना के लिए सबसे बड़ा मांग क्षेत्र है। इसमें उच्च शक्ति, उच्च कठोरता और स्थिर रासायनिक गुणों के फायदे हैं। यह उच्च तापमान, संक्षारण और प्रभाव जैसे कठोर वातावरण में काम कर सकता है। इसका व्यापक रूप से रक्षा और नागरिक प्रौद्योगिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

उच्च शुद्धता वाले एल्यूमिना पाउडर से लेकर नीलमणि क्रिस्टल तक

नीलम के प्रमुख अनुप्रयोग

एलईडी सब्सट्रेट नीलम का सबसे बड़ा अनुप्रयोग है। प्रकाश व्यवस्था में एलईडी का उपयोग फ्लोरोसेंट लैंप और ऊर्जा-बचत लैंप के बाद तीसरी क्रांति है। एलईडी का सिद्धांत विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करना है। जब करंट अर्धचालक से होकर गुजरता है, तो छेद और इलेक्ट्रॉन संयोजित होते हैं, और अतिरिक्त ऊर्जा प्रकाश ऊर्जा के रूप में निकलती है, जो अंततः चमकदार रोशनी का प्रभाव पैदा करती है।एलईडी चिप प्रौद्योगिकीपर आधारित हैएपिटैक्सियल वेफर्स. सब्सट्रेट पर जमा गैसीय पदार्थों की परतों के माध्यम से, सब्सट्रेट सामग्री में मुख्य रूप से सिलिकॉन सब्सट्रेट शामिल है,सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटऔर नीलमणि सब्सट्रेट। उनमें से, अन्य दो सब्सट्रेट विधियों की तुलना में नीलम सब्सट्रेट के स्पष्ट लाभ हैं। नीलमणि सब्सट्रेट के फायदे मुख्य रूप से डिवाइस स्थिरता, परिपक्व तैयारी तकनीक, दृश्य प्रकाश का गैर-अवशोषण, अच्छा प्रकाश संप्रेषण और मध्यम कीमत में परिलक्षित होते हैं। आंकड़ों के मुताबिक, दुनिया की 80% एलईडी कंपनियां सब्सट्रेट सामग्री के रूप में नीलम का उपयोग करती हैं।

उपर्युक्त क्षेत्र के अलावा, नीलम क्रिस्टल का उपयोग मोबाइल फोन स्क्रीन, चिकित्सा उपकरण, आभूषण सजावट और अन्य क्षेत्रों में भी किया जा सकता है। इसके अलावा, इन्हें लेंस और प्रिज्म जैसे विभिन्न वैज्ञानिक पहचान उपकरणों के लिए विंडो सामग्री के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

नीलमणि क्रिस्टल की तैयारी

1964 में, पोलाडिनो, एई और रोटर, बीडी ने पहली बार नीलमणि क्रिस्टल के विकास के लिए इस विधि को लागू किया। अब तक, बड़ी संख्या में उच्च गुणवत्ता वाले नीलमणि क्रिस्टल का उत्पादन किया गया है। सिद्धांत यह है: सबसे पहले, कच्चे माल को पिघलने के लिए पिघलने बिंदु तक गरम किया जाता है, और फिर पिघल की सतह से संपर्क करने के लिए एक एकल क्रिस्टल बीज (यानी, बीज क्रिस्टल) का उपयोग किया जाता है। तापमान के अंतर के कारण, बीज क्रिस्टल और पिघल के बीच ठोस-तरल इंटरफ़ेस सुपरकूल हो जाता है, इसलिए पिघल बीज क्रिस्टल की सतह पर जमना शुरू हो जाता है और उसी क्रिस्टल संरचना के साथ एक एकल क्रिस्टल विकसित होना शुरू हो जाता है।बीज क्रिस्टल. साथ ही, बीज क्रिस्टल को धीरे-धीरे ऊपर की ओर खींचा जाता है और एक निश्चित गति से घुमाया जाता है। जैसे ही बीज क्रिस्टल को खींचा जाता है, पिघल धीरे-धीरे ठोस-तरल इंटरफ़ेस पर जम जाता है, और फिर एक एकल क्रिस्टल बनता है। यह बीज क्रिस्टल को खींचकर पिघले हुए हिस्से से क्रिस्टल उगाने की एक विधि है, जो पिघले हुए से उच्च गुणवत्ता वाले एकल क्रिस्टल तैयार कर सकता है। यह आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली क्रिस्टल वृद्धि विधियों में से एक है।

क्रिस्टल उगाने के लिए Czochralski विधि का उपयोग करने के फायदे हैं:

(1) विकास दर तेज है, और उच्च गुणवत्ता वाले एकल क्रिस्टल को कम समय में उगाया जा सकता है; 

(2) क्रिस्टल पिघली हुई सतह पर बढ़ता है और क्रूसिबल दीवार से संपर्क नहीं करता है, जो क्रिस्टल के आंतरिक तनाव को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है और क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है। 

हालाँकि, क्रिस्टल उगाने की इस पद्धति का एक बड़ा नुकसान यह है कि जिस क्रिस्टल को उगाया जा सकता है उसका व्यास छोटा होता है, जो बड़े आकार के क्रिस्टल के विकास के लिए अनुकूल नहीं है।

नीलमणि क्रिस्टल उगाने के लिए किरोपोलोस विधि

1926 में किरोपोलोस द्वारा आविष्कृत किरोपोलोस विधि को केवाई विधि कहा जाता है। इसका सिद्धांत Czochralski विधि के समान है, अर्थात, बीज क्रिस्टल को पिघल की सतह के संपर्क में लाया जाता है और फिर धीरे-धीरे ऊपर की ओर खींचा जाता है। हालाँकि, क्रिस्टल गर्दन बनाने के लिए कुछ समय के लिए बीज क्रिस्टल को ऊपर की ओर खींचने के बाद, पिघल और बीज क्रिस्टल के बीच इंटरफेस की जमने की दर स्थिर होने के बाद बीज क्रिस्टल को ऊपर नहीं खींचा जाता है या घुमाया नहीं जाता है। शीतलन दर को नियंत्रित करके एकल क्रिस्टल को धीरे-धीरे ऊपर से नीचे तक ठोस बनाया जाता है, और अंत मेंएकल क्रिस्टलबन गया है।

किबलिंग प्रक्रिया द्वारा उत्पादित उत्पादों में उच्च गुणवत्ता, कम दोष घनत्व, बड़े आकार और बेहतर लागत-प्रभावशीलता की विशेषताएं होती हैं।

निर्देशित मोल्ड विधि द्वारा नीलम क्रिस्टल का विकास

एक विशेष क्रिस्टल विकास तकनीक के रूप में, निर्देशित मोल्ड विधि का उपयोग निम्नलिखित सिद्धांत में किया जाता है: एक उच्च पिघलने बिंदु को मोल्ड में रखकर, बीज क्रिस्टल के साथ संपर्क प्राप्त करने के लिए मोल्ड की केशिका क्रिया द्वारा पिघल को मोल्ड पर चूसा जाता है। , और बीज क्रिस्टल को खींचने और निरंतर जमने के दौरान एक एकल क्रिस्टल का निर्माण किया जा सकता है। इसी समय, मोल्ड के किनारे के आकार और आकार में क्रिस्टल के आकार पर कुछ प्रतिबंध होते हैं। इसलिए, इस विधि की अनुप्रयोग प्रक्रिया में कुछ सीमाएँ हैं और यह केवल विशेष आकार के नीलमणि क्रिस्टल जैसे ट्यूबलर और यू-आकार पर लागू होती है।

हीट एक्सचेंज विधि द्वारा नीलम क्रिस्टल का विकास

बड़े आकार के नीलमणि क्रिस्टल तैयार करने के लिए हीट एक्सचेंज विधि का आविष्कार 1967 में फ्रेड श्मिट और डेनिस द्वारा किया गया था। हीट एक्सचेंज विधि में अच्छा थर्मल इन्सुलेशन प्रभाव होता है, यह पिघल और क्रिस्टल के तापमान ढाल को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित कर सकता है, इसमें अच्छी नियंत्रणीयता होती है, और है कम अव्यवस्था और बड़े आकार के साथ नीलम क्रिस्टल उगाना आसान है।

नीलम क्रिस्टल को विकसित करने के लिए हीट एक्सचेंज विधि का उपयोग करने का लाभ यह है कि क्रिस्टल के विकास के दौरान क्रूसिबल, क्रिस्टल और हीटर हिलते नहीं हैं, जिससे किवो विधि और खींचने की विधि की स्ट्रेचिंग क्रिया समाप्त हो जाती है, मानव हस्तक्षेप कारक कम हो जाते हैं, और इस प्रकार क्रिस्टल से बचा जा सकता है। यांत्रिक गति के कारण होने वाले दोष; साथ ही, क्रिस्टल थर्मल तनाव और परिणामी क्रिस्टल क्रैकिंग और अव्यवस्था दोषों को कम करने के लिए शीतलन दर को नियंत्रित किया जा सकता है, और बड़े क्रिस्टल विकसित हो सकते हैं। इसे संचालित करना आसान है और इसमें विकास की अच्छी संभावनाएं हैं।

संदर्भ स्रोत:

[1] झू जेनफ़ेंग। हीरे के तार आरी से काटने से नीलमणि क्रिस्टल की सतह आकृति विज्ञान और दरार क्षति पर अनुसंधान

[2] चांग हुई। बड़े आकार के नीलमणि क्रिस्टल विकास प्रौद्योगिकी पर अनुप्रयोग अनुसंधान

[3] झांग ज़ुएपिंग। नीलमणि क्रिस्टल विकास और एलईडी अनुप्रयोग पर अनुसंधान

[4] लियू जी। नीलमणि क्रिस्टल तैयार करने के तरीकों और विशेषताओं का अवलोकन