Aplikasyon pou “Materyèl kristal”
Aplikasyon pou “Materyèl kristal“
Crystal ka reyalize entèraksyon an ak konvèsyon nan elektrisite, mayetis, limyè, son ak fòs, elatriye. Li se yon materyèl endispansab ak enpòtan nan devlopman nan syans modèn ak teknoloji. Bezwen pou devlopman syans ak teknoloji konsa ankouraje devlopman lantiy entraokilè.
Espesyalman akòz devlopman rapid nan mikwo-elektwonik solid-eta, yon gwo varyete materyèl kristal yo bezwen, ki gen ladan kristal semi-conducteurs, kristal lazè, kristal scintillation, kristal optik, kristal superhard, izolasyon kristal ak kristal piezoelectric.
Fwontyè a nan devlopman syans materyèl se pre relasyon ak nouvo teknoloji tankou espas, elektwonik, lazè, nouvo devlopman enèji, ak byomedsin. Kalite ak aplikasyon pou materyèl kristal yo ekstrèman lajè. Sa ki anba la yo pral yon ti tan prezante kèk materyèl kristal komen ak dimansyon aplikasyon yo.
Semiconductor kristal se prensipal matyè premyè debaz pou endistri semi-conducteurs. Soti nan pèspektiv nan lajè a ak enpòtans aplikasyon yo, li okipe pozisyon an premye ak pi enpòtan nan materyèl cristalline.
Semi-kondiktè kristal yo te devlope depi ane 1950 yo. Premye jenerasyon materyèl reprezantan semi-conducteurs: germanium (Ge) sèl kristal ak Silisyòm kristal sèl (Epi), ki fèt ak dyod divès kalite, triyod, tranzistò efè jaden, SCR ak gwo-pouvwa tib, elatriye.
Devlopman rapid nan sikwi entegre soti nan sèlman yon douzèn sikui inite nan sikui entegre ultra-gwo-echèl ki gen dè milye de konpozan te deklanche devlopman rapid nan jaden an mikwo-elektwonik ak sikui entegre. (ICs) kòm nwayo a, ak anpil amelyore travay la nan sikui entegre. An menm tan, pri a redwi. Sa a nan vire ankouraje aplikasyon an lajè nan sikui entegre nan rechèch espas, zam nikleyè, misil, rada, òdinatè elektwonik, ekipman kominikasyon militè ak itilizasyon sivil.
Materyèl semi-conducteurs dezyèm jenerasyon yo se semi-conducteurs konpoze ki baze sou arsenide galyòm (GaAs), antimonid endyòm (InSb), ak fosfid endyòm (InP), ki se sitou itilize fè segondè-frekans, aparèy elektwonik gwo vitès ak gwo pouvwa.
Li se lajman ki itilize nan kominikasyon satelit, kominikasyon mobil ak kominikasyon optik. Lazè semi-conducteurs GaAs ak fosfid Endyòm vin tounen aparèy kle nan sistèm kominikasyon optik, ak aparèy gwo vitès GaAs yo te tou louvri nouvo endistri pou fib optik ak kominikasyon mobil..
Materyèl bwit yo nan GaAs, InP ak lòt materyèl konpoze yo ra epi yo bezwen fòme atravè sentèz. Pri a se relativman wo, epi yo pi danjere nan anviwònman an, fè yo difisil pou lajman itilize ak limite, ak piti piti ranplase pa materyèl semiconductor twazyèm jenerasyon.
Materyèl semi-conducteurs twazyèm jenerasyon yo se sitou materyèl semi-conducteurs lajè-bandgap ki reprezante pa carbure Silisyòm (SiC), nitrure galyòm (GaN), oksid zenk (ZnO), dyaman, ak nitrure aliminyòm (AlN).
Konpare ak materyèl semi-conducteurs premye ak dezyèm jenerasyon, materyèl semiconductor twazyèm jenerasyon yo gen yon espas bann lajè, gwo pann elektrik jaden, segondè konduktiviti tèmik, gwo pousantaj saturation elèktron ak pi wo rezistans radyasyon.
Se poutèt sa, li pi apwopriye pou fè wo-tanperati, segondè-frekans, aparèy radyasyon ki reziste ak gwo pouvwa, epi li souvan refere yo kòm yon materyèl semiconductor wide-bandgap (lajè diferans ki pi gran pase 2.2ev), konnen tou kòm yon materyèl semi-kondiktè wo-tanperati.
Anjeneral, nitrure galyòm, carbure Silisyòm ak lòt materyèl yo rele semi-conducteurs bandgap lajè; nitrure galyòm, nitrur aliminyòm, nitrur endyòm ak materyèl kristal melanje yo rele semi-conducteurs nitrure, oswa nitrure galyòm, galyòm asenide, Fosfid Endyòm yo rele yon semiconductor III-V.
02. kristal optik
Kristal optik yo se kristal yo itilize kòm konpozan optik, tankou halogen kristal ityòm fliyò, fliyò kalsyòm, fliyò mayezyòm, fliyò baryòm, yo gen bon karakteristik transmisyon nan iltravyolèt ak enfrawouj, Se konsa, yo ka itilize kòm iltravyolèt excimer Fenèt Sòti pou lazè ak kèk lazè IR, lantiy, prism, polarizers, ond plak, elatriye.
oksid tankou safi Al2O3, yttrium vanadat YVO4, kristal, elatriye. Li kapab tou itilize kòm fenèt k ap travay nan lazè ki anwo yo, izolatè optik, sikilatè, Splitter gwo bout bwa ak polarizeur optik.
Semiconductor sèl kristal Silisyòm, germanium, Selenyòm, galyòm asenide ak zenk selenide, sulfid zenk gen bon pèfòmans transmisyon nan enfrawouj byen lwen, epi yo ka itilize kòm lazè gaz kabonik (fenèt pwodiksyon an, lantiy, prism, elatriye.)
03. Lazè kristal
Lazè se yon bèl bagay “sibstans”, epi li se yon lòt gwo dekouvèt limanite apre enèji atomik, òdinatè ak semi-conducteurs. Tout moun konnen ke klète lazè a trè wo, ki ka rive 1 milya fwa klète solèy la oswa menm pi wo;
Lazè a trè pi bon kalite epi li gen ekselan monokromatisite; lazè a gen kolimasyon san parèy (pwopagasyon liy dwat); Eklatman enstantane nan enèji ki ka antre ak fonn menm objè ki pi difisil yo. Se poutèt sa, lazè se lajman ki itilize nan pwodiksyon an, lavi ak rechèch syantifik, epi li se yon zam pwisan pou moun yo eksplore lanati.
Yon aparèy ki pwodui yon lazè yo rele yon lazè. Pami aktyèl lazè divès kalite, lazè tout eta solid yo se pi pwomèt la. Lazè kristal, ki ka konvèti enèji ki bay pa mond lan deyò atravè yon resonator optik nan yon materyèl kristal lazè ki trè paralèl ak monokromatik aderan nan espas ak tan.. Materyèl sipò debaz pou endistri a.
Materyèl kristal lazè komen yo enkli neyodim-dope ittrium aliminyòm kristal ganèt Nd:YAG, neyodim-dope ittrium vanadate kristal Nd:YVO4, neyodim-dope ityòm itrium fliyò kristal Nd:YLF, Titàn safi kristal, kristal rubi, elatriye.
04. Scintillation kristal
Anba enpak patikil ki gen gwo enèji, kristal yo ki ka konvèti enèji sinetik patikil ki gen gwo enèji nan enèji limyè ak emèt fliyoresans yo rele kristal scintillation.. Kristal scintillation ka itilize pou deteksyon radyografi, reyon gama, netwon ak lòt patikil ki gen gwo enèji.
Teknoloji deteksyon ak imaj ki santre sou kristal scintillation yo te lajman itilize nan medikaman nikleyè., segondè-enèji fizik, enspeksyon sekirite, tès endistriyèl ki pa destriktif, fizik espas ak pwospèksyon nikleyè.
Materyèl kristal scintillation souvan itilize yo kiltive pa metòd atifisyèl, e gen plizyè kalite. Kounye a, kristal scintillation ki pi itilize yo se BGO (Abreviyasyon bismuth germanate, non an jeneral nan Bi2O3-GeO2 seri konpoze), CsI (yòd sezyòm), PbWO4 (plon tungstate) ak sou sa.
05. Super difisil kristal
Diamond, ke yo rele tou “dyaman”, se yon mineral natirèl ak sibstans ki pi difisil ke yo rekonèt ki egziste nan lanati. Elemantè kristal. Diamonds yo ki ka jwenn ak min nan lanati yo trè ra. Anjeneral, Diamonds amann ak yon pwa total de 1 kara ka jwenn nan chak 4 mèt kib minrè rich. Crystal klè, andomaje gwo-gwosè Diamonds yo menm pi ra.
Depi ane 1950 yo, moun yo te fè rechèch ak devlope yon varyete metòd dyaman sentetik, sitou ki gen ladan tanperati ki wo ak presyon ki wo (HTP), depozisyon chimik vapè (CVD), ak deksplozyon. Nan 1955, GE itilize tanperati ki wo ak metòd presyon ki wo pou fè sentèz kristal dyaman pou premye fwa.
Nan ane 1980 yo, mond lan te kòmanse yon ogmantasyon nan rechèch CVD dyaman, epi devlope divès metòd preparasyon tankou metòd fil cho (HFCVD), plasma mikwo ond (MPCVD) ak DC arc plasma jè CVD, ki te mete fondasyon pou aplikasyon pita yo.
Segondè dite se youn nan anpil karakteristik dyaman. Sèvi ak dite a trè wo nan dyaman, li ka prepare nan divès zouti, ki jwe yon wòl iranplasabl nan pwosesis wòch, metal ki pa fèr, ak materyèl konpoze difisil-a-machin (tankou fib kabòn materyèl konpoze). Pou reyalize efikas, segondè-presizyon, pwosesis zanmitay anviwònman an.
Lè li rive dyaman, li ka lye nan yon nouvo kalite superhard materyèl kib nitrure bore kristal, nitrur bor kib-CBN, estrikti kristal li yo sanble ak dyaman, dite li se yon ti kras pi ba pase dyaman, men estabilite tèmik li yo pi wo pase dyaman , gen pi gwo estabilite chimik nan eleman metal ki baze sou fè.
Pèfòmans nan fanm k'ap pile nan abrazif nitrure kib bor se trè bon, pa sèlman li kapab konpetan pou pwosesis la nan materyèl difisil-a-moulen, men tou amelyore pwodiktivite, inèsi chimik, epi yo ka efektivman amelyore kalite fanm k'ap pile nan materyo.
06. Materyèl kristal piezoelectric
Lè kristal la sibi fòs ekstèn, kristal la pral polarize ak fòme chaj sifas yo, ki rele efè pozitif piezoelectric; Kontrèman, lè kristal la sibi yon jaden elektrik ekstèn, kristal la pral defòme, ki rele efè piezoelectric envès la. Kristal ak efè piezoelectric yo rele kristal piezoelectric, ki egziste sèlman nan kristal san yon sant simetri.
Pi bonè dekouvri kristal piezoelectric se kristal (α-SiO2), ki gen karakteristik estabilite frekans epi li se yon materyèl ideyal piezoelectric, ki ka itilize pou fabrike resonator, filtè, transducteurs, deflektè optik, sifas vag acoustic aparèy ak divès kalite tèmik, gaz-sansib, aparèy foto-sansib ak chimik-sansib, elatriye. Li se tou lajman itilize nan lavi chak jou moun, tankou mont kwatz, revèy elektwonik, televizyon koulè, radyo stereo ak anrejistreman kasèt.
Nan dènye ane yo, anpil nouvo kristal piezoelectric yo te devlope, tankou niobat ityòm (LiNbO3) ak niobat potasyòm (KNbO3) ak estrikti perovskit. Sèvi ak efè piezoelectric kristal sa yo, divès kalite aparèy ka fèt, ki lajman itilize nan endistri militè ak sivil yo, tankou sphygmomanometers, klavye piezoelectric, liy reta, osilateur, transducteurs ultrasons, transfòmatè piezoelectric, elatriye.
07. Izolan kristal
Yon egzanp tipik nan izolasyon wafers se mika. Mika se yon tèm jeneral pou mineral silikat kouch. Li gen karakteristik izolasyon, transparans, rezistans chalè, rezistans korozyon, fasil penti kap dekale ak elastisite. Li se lajman ki itilize nan motè, aparèy elektrik, elektwonik, radyo ak aparèy nan kay la.
Li jwe yon wòl enpòtan nan konstriksyon ekonomik ak defans nasyonal. Malgre ke gen anpil kalite mika natirèl, pi lajman itilize nan endistri a se mika moskovit, ki te swiv pa mika flogopit.
Akòz rezèv ki ba nan mika natirèl nan anpil peyi, espesyalman-wo kalite, gwo-echèl mika, ki pa ka satisfè bezwen devlopman endistri elektwonik la, mika sentetik te etidye depi ane 1950 yo.
Paske sentetik mika gen pwopriyete ekselan tankou pite, transparans, rezistans tanperati ki wo, rezistans korozyon ak izolasyon elektrik, sentetik mika wafers sèl ka itilize nan:
① Izolan etajè nan divès aparèy vakyòm, tankou akseleratè, chanm iyonizasyon, magnetwon ak tib elèktron, elatriye. ;
② Materyèl fenèt yo, tankou fenèt pwodiksyon tib mikwo ond, fenèt obsèvasyon gwo founo tanperati a ak fenèt ki reziste asid ak alkali;
③ Gwo presyon chodyè nivo dlo kalib nan plant enèji tèmik;
④ Kondansateur tanperati ki wo, platinum fil sifas tèmomèt kilè eskèlèt, elatriye.
Anba videyo a koupe kristal pou referans:
https://www.youtube.com/watch?v=VA3P7tIrT44
