Το υλικό μονοκρυσταλλικού υποστρώματος αναφέρεται σε ένα μονοκρυσταλλικό πλακάκι για την επιταξιακή ανάπτυξη ενός κρυσταλλικού λεπτού φιλμ.Και ο όρος επταξία αναφέρεται σε μια άλλη κατεύθυνση ανάπτυξης ενός άλλου κρυστάλλου στην επιφάνεια ενός κρυστάλλου υπό ορισμένες συνθήκες.Με τη συνεχή εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, ιδιαίτερα την άνοδο και την ανάπτυξη της βιομηχανίας οπτοηλεκτρονικών,η απόδοση και η ποιότητα των λεπτών ταινιών έχουν γίνει όλο και πιο απαιτητικέςΤα αρχικά υλικά υποστρώματος είναι πολύ μακριά από την ικανοποίηση των απαιτήσεων, έτσι ώστε χρησιμοποιούνται διάφορα μονοκρυστάλλια υλικά ως υποστρώματα.και το πεδίο της έρευνας συνεχώς επεκτείνεταιΤα μονοκρυσταλλικά υλικά πυριτίου είναι τα προτιμώμενα υλικά υποστρώματος για πολλά λεπτά φιλμ λόγω της συμβατότητάς τους με μικροηλεκτρονικές συσκευές.Μερικές από τις ίδιες λεπτές ταινίες που καλλιεργούνται σε διάφορα υπόστρωμα μπορούν να αποκτήσουν τις καλύτερες επιδόσεις ή το πιο οικονομικό όφελος.Για παράδειγμα, τα υποστρώματα λεπτών ταινιών GaN περιλαμβάνουν SiC, Al2Ο3, ZnO, Si και LiAiO2Τα μονοκρυσταλλικά υλικά υποστρώματος αποτελούν τη βάση της βιομηχανίας οπτικοηλεκτρονικών.

Ως υλικό υποστρώματος, ο μονοκρυστάλλος έχει τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά: σταθερές φυσικές και χημικές ιδιότητες, εύκολη πρόσβαση σε μονοκρυστάλλους μεγάλου μεγέθους, υψηλή θερμική αγωγιμότητα,μικρός συντελεστής θερμικής διαστολής, καλή αντοχή στη θερμότητα και καλή επεξεργασιμότητα.

Τύποι μονοκρυσταλλικών υποστρωμάτων

• SiNx

  Οι λεπτές ταινίες SiNx έχουν υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, καλή θερμική αγωγιμότητα και μόνωση και εξαιρετικές φωτοηλεκτρικές επιδόσεις.Οι λεπτές ταινίες SiNx έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στους τομείς της μικροηλεκτρονικής και των μικρομηχανικών συστημάτων..

• ΓΑΑ

  Το αρσενικό γάλλιο (GaAs) είναι ένα σύνθετο υλικό ημιαγωγών III-V που μπορεί να λειτουργεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες και μεγαλύτερες κατευθυντήριες τάσεις.Είναι το προτιμώμενο υλικό για την κατασκευή συσκευών υψηλής ισχύοςΗ κινητικότητα των ηλεκτρονίων του είναι 6 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Si και η συχνότητα λειτουργίας του είναι υψηλή.

• Αλ2Ο3

  Η Αλ0.32Γκα0.78N/GaN μονοκρυσταλλική λεπτή ταινία που αναπτύσσεται από επιταξιακή ανάπτυξη σε ένα ζαφείρι (κυρίως Αλ2Ο3) υποστρώμα που χρησιμοποιεί τεχνολογία οργανικής χημικής εναπόθεσης ατμών μετάλλων (MOCVD) είναι το πιο προτιμώμενο υλικό για την παρασκευή συσκευών υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος.Το σύστημα υλικών έχει μεγάλο δυναμικό εφαρμογής στον δορυφορικό τομέα., ραντάρ, επικοινωνίες και άλλους τομείς.

• SrTiO3

  Στροντίδιο τιτανικό (SrTiO)3) είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο ηλεκτρονικό λειτουργικό κεραμικό υλικό, το οποίο έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής διηλεκτρικής σταθεράς, χαμηλής διηλεκτρικής απώλειας και καλής θερμικής σταθερότητας.Και χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρονικήΤαυτόχρονα, ως λειτουργικό υλικό, το τιτανικό στρόντιο έχει εξαιρετική φωτοκαταλυτική δραστηριότητα.και έχει μοναδικές ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες και αναζωογονητική καταλυτική δραστηριότηταΤο strontium titanate έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στην φωτοκαταλυτική αποσύνθεση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου, στην φωτοκαταλυτική αποδόμηση οργανικών ρύπων και στις φωτοχημικές μπαταρίες.ΕπιπλέονΣυχνά κόβεται σε συνθετικό πετράδι τύπου σμαραγδιού και αποτελεί πολύ καλό υποκατάστατο διαμαντιού.

Εφαρμογές

• Υλικά φωτισμού: Οι ημιαγωγικές διόδους εκπομπής φωτός (LED) παράγουν λευκό φως και λόγω των ενεργειακών τους εξοικονόμησης και των φιλικών προς το περιβάλλον χαρακτηριστικών,Έχουν γίνει η πιο πολύτιμη νέα πηγή φωτός αυτού του αιώνα.Τα μονοκρυσταλλικά υλικά υποστρώματος διαδραματίζουν βασικό ρόλο στα LED.2Ο3Το σημείο τήξης του μονοκρυστάλλου SiC είναι πολύ υψηλό, περίπου 2700 °C, έτσι οι χημικές του ιδιότητες είναι σχετικά σταθερές.που δυσκολεύει τον έλεγχο της παραγωγήςΜέχρι το 1991, ο τύπος 6H-SiC άρχισε να εμπορευματοποιείται, και η εμπορευματοποίηση του 4H-SiC ξεκίνησε από το 1994.

• Υπεραγωγικά υλικά: Τα υπεραγώγιμα υλικά παρασκευάζονται γενικά σε ένα πολύ λεία επιφάνεια με μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα.Χαρακτηρίζεται από μη επιφανειακή βλάβη ή γρατζουνιές και μη υποεπιφανειακή βλάβηΗ επεξεργασία ενός μονοκρυσταλλικού υποστρώματος με αυτή την εξαιρετικά ομαλή επιφάνεια διεισδύει σταδιακά σε πολλούς τομείς όπως η υπεραγωγιμότητα, η γιγάντια μαγνητοαποστασία, οι σιδηροηλεκτρικές λεπτές ταινίες και τα παρόμοια.Η οιονεί κυβική δομή τουΛΑΑΛΟ3σε φυσιολογική θερμοκρασία είναι ένα τυπικό υπερ-ευκατέργαστο επιφανειακό μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα με σταθερό πλέγμα 0,379 nm.ΛΑΑΛΟ3χρησιμοποιείται συχνά ως υπόστρωμα για το υπεραγώγιμο υλικό υψηλής θερμοκρασίας YBCO.