Fampiharana ny “Fitaovana kristaly“
Crystal afaka mahatsapa ny fifandraisana sy ny fiovan'ny herinaratra, fanindrahindram, fahazavana, feo sy hery, sns. Izy io dia fitaovana tena ilaina sy manan-danja amin'ny fampandrosoana ny siansa sy ny teknolojia maoderina. Ny filana ny fampandrosoana ny siansa sy ny teknolojia dia nampiroborobo ny fampandrosoana ny intraocular family.
Indrindra fa noho ny fivoarana haingana ny microelectronics solid-state, isan-karazany lehibe fitaovana kristaly ilaina, anisan'izany ny kristaly semiconductor, kristaly tamin'ny laser, scintillation kristaly, kristaly optika, kristaly superhard, kristaly insulating sy kristaly piezoelectric.
Ny sisin-tanin'ny fampandrosoana ny siansa ara-materialy dia mifandray akaiky amin'ny teknolojia vaovao toy ny habakabaka, ELEKITRONIKA, tamin'ny laser, fampandrosoana angovo vaovao, ary biomedicine. Ny karazana sy ny fampiharana ny fitaovana kristaly malalaka be. Ity manaraka ity dia hampiditra fohifohy ny sasany amin'ireo fitaovana kristaly mahazatra sy ny sehatra fampiharana azy.
Semiconductor kristaly no tena akora fototra ho an'ny indostria semiconductor. Avy amin'ny fomba fijery ny sakany sy ny maha zava-dehibe ny fampiharana, izy no mitana ny toerana voalohany sy manan-danja indrindra amin'ny fitaovana kristaly.
Ny kristaly semiconductor dia novolavolaina hatramin'ny taona 1950. Ny taranaka voalohany amin'ny fitaovana solontenan'ny semiconductor: germanium (Ge) kristaly tokana sy silisiôma kristaly tokana (SY), izay vita amin'ny diodes isan-karazany, triodes, transistors vokatry ny saha, SCR sy fantsona mahery vaika, sns.
Ny fivoarana haingana ny circuit integrated avy amin'ny faritra am-polony fotsiny ka hatramin'ny ultra-large-scale integrated circuits misy singa an'arivony no nahatonga ny fivoarana haingana ny sehatry ny microelectronics miaraka amin'ny circuit integrated. (ICs) toy ny fototra, ary nanatsara be ny asan'ny circuit integrated. Mandritra izany fotoana izany, mihena ny vidiny. Izany indray kosa dia mampiroborobo ny fampiharana midadasika amin'ny faritra mitambatra amin'ny fikarohana habakabaka, fitaovam-piadiana nokleary, zana-tsipìka, radara, solosaina elektronika, fitaovam-pifandraisana miaramila sy fampiasana sivily.
Ny fitaovana semiconductor andiany faharoa dia semiconductor mifangaro mifototra amin'ny gallium arsenide (GaAs), indium antimonide (InSb), ary indium phosphide (InP), izay ampiasaina indrindra amin'ny fanaovana matetika avo lenta, fitaovana elektronika haingam-pandeha sy mahery vaika.
Izy io dia ampiasaina betsaka amin'ny fifandraisana amin'ny zanabolana, fifandraisana finday sy fifandraisana optika. GaAs sy indium phosphide semiconductor laser dia lasa fitaovana fototra amin'ny rafi-pifandraisana optika, ary ny fitaovana haingam-pandeha GaAs dia nanokatra indostria vaovao ho an'ny fibre optika sy ny fifandraisana finday.
Ny akora fototra amin'ny GaAs, Vitsy ny InP sy ny akora mitambatra hafa ary mila amboarina amin'ny alalan'ny synthesis. Ny vidiny dia somary avo, ary manimba ny tontolo iainana kokoa, mahatonga azy ireo ho sarotra ny hampiasa be dia be sy voafetra, ary nosoloina tsikelikely fitaovana semiconductor taranaka fahatelo.
Ny fitaovana semiconductor taranaka fahatelo dia fitaovana semiconductor midadasika midadasika indrindra aseho amin'ny karbida silisiôma. (sento), gallium nitride (GaN), oksida zinc (ZnO), Diamond, ary aluminium nitride (AlN).
Raha ampitahaina amin'ny fitaovana semiconductor andiany voalohany sy faharoa, ny fitaovana semiconductor taranaka fahatelo dia manana elanelana midadasika, saha elektrika fahatapahana avo, conductivity mafana mafana, avo lenta saturation elektronika sy avo kokoa taratra fanoherana.
Ary noho izany, mety kokoa amin'ny fanaovana hafanana ambony, avo-hatetika, fitaovana mahatohitra taratra sy mahery vaika, ary matetika antsoina hoe fitaovana semiconductor wide-bandgap (sakan'ny hantsana mihoatra ny 2.2ev), fantatra ihany koa ho fitaovana semiconductor hafanana avo.
amin'ny ankapobeny, gallium nitride, karbida silisiôna sy fitaovana hafa dia antsoina hoe semiconductor bandgap midadasika; gallium nitride, aluminium nitride, indium nitride sy ny fitaovana kristaly mifangaro dia antsoina hoe nitride semiconductor, na gallium nitride, gallium arsenide, Indium phosphide dia antsoina hoe semiconductor III-V.
02. Optical kristaly
Ny kristaly optika dia kristaly ampiasaina ho singa optika, toy ny kristaly halide lithium fluoride, kalsioma fluoride, fluoride manezioma, barium fluoride, manana toetra fampitana tsara amin'ny taratra ultraviolet sy infrarouge izy ireo, ka azo ampiasaina ho toy ny ultraviolet excimer Output varavarankely ho an'ny laser sy ny sasany IR lasers, Mitovy amin'ilay family mbola, prisma, polarizers, waveplates, sns.
Oxides toy ny safira Al2O3, yttrium vanadate YVO4, ny vato krystaly, sns. Azo ampiasaina ho toy ny varavarankely miasa amin'ny lasers etsy ambony, isolator optika, mpivezivezy, beam splitters sy optical polarizers.
Semiconductor silisiôma kristaly tokana, germanium, sélénium, gallium arsenide sy zinc selenide, Ny zinc sulfide dia manana fampitana tsara amin'ny infrarouge lavitra, ary azo ampiasaina ho toy ny gazy karbonika tamin'ny laser (varavarankely output, family, prisma, Sns)
03. Laser kristaly
Laser dia mahafinaritra “fananana”, ary fahitana lehibe hafa momba ny olombelona izany taorian'ny angovo atomika, solosaina sy semiconductor. Fantatry ny rehetra fa avo dia avo ny famirapiratry ny laser, izay mety hahatratra 1 arivo tapitrisa heny noho ny hazavan’ny masoandro na ambony kokoa aza;
Ny laser dia tena madio ary manana monochromaticity tena tsara; ny laser dia manana collimation tsy manam-paharoa (tsipika mahitsy); Mipoitra avy hatrany ny angovo izay afaka miditra sy miempo na dia ny zavatra mafy indrindra aza. Ary noho izany, laser no be mpampiasa amin'ny famokarana, fiainana sy fikarohana siantifika, ary fitaovam-piadiana mahery vaika ho an'ny olona mikaroka ny zavaboary.
Ny fitaovana mamokatra laser dia antsoina hoe laser. Anisan'ny laser isan-karazany amin'izao fotoana izao, lasers solid-state rehetra no tena mampanantena. Laser kristaly, izay afaka manova ny angovo omen'ny tontolo ivelany amin'ny alàlan'ny resonator optika ho fitaovana kristaly laser tena mifanitsy sy monochromatic mifanaraka amin'ny habaka sy ny fotoana.. Fitaovana fanohanana fototra ho an'ny indostria.
Ny fitaovana kristaly laser mahazatra dia misy kristaly garnet yttrium aluminium-doped neodymium Nd:YAG, neodymium-doped yttrium vanadate kristaly Nd:YVO4, Neodymium-doped lithium yttrium fluoride kristaly Nd:YLF, kristaly safira titane, kristaly robina, sns.
04. Scintillation kristaly
Eo ambanin'ny fiantraikan'ny potika mahery vaika, Ny kristaly afaka manova ny angovo kinetika amin'ny poti-angovo avo lenta ho angovo maivana sy mamoaka fluorescence dia antsoina hoe kristaly scintillation.. Ny kristaly scintillation dia azo ampiasaina hamantarana ny taratra x, taratra gamma, neutrons sy ny poti-angovo hafa.
Ny teknolojia fitiliana sy sary mifototra amin'ny kristaly scintillation dia nampiasaina betsaka tamin'ny fitsaboana nokleary, fizika mahery vaika, fisavana fiarovana, fitsapana indostrialy tsy manimba, fizika habakabaka sy fikarohana nokleary.
Ny fitaovana kristaly scintillation fampiasa matetika dia ambolena amin'ny fomba artifisialy, ary misy karazany maro. Amin'izao, Ny kristaly scintillation be mpampiasa indrindra dia BGO (fanafohezana ny bismuth germanate, ny anarana ankapoben'ny Bi2O3-GeO2 fitambarana andiany), CsI (cesium iodide), PbWO4 (tungstate firaka) sy ny sisa.
05. Krystaly mahery vaika
Diamond, fantatra koa amin'ny hoe “Diamond”, dia mineraly voajanahary ary akora mafy indrindra fantatra fa misy eo amin'ny natiora. Krystaly singa. Tena tsy fahita firy ireo diamondra hita sy trandrahana eny amin'ny natiora. matetika, diamondra tsara amin'ny lanjan'ny 1 carat dia azo amin'ny tsirairay 4 metatra toratelo ny akora manankarena. Mazava kristaly, Ny diamondra lehibe tsy misy kilema dia tsy fahita firy.
Hatramin'ny taona 1950, Ny olona dia nanao fikarohana sy namolavola karazana diamondra sentetika, anisan'izany indrindra ny mari-pana ambony sy ny tsindry ambony (HTP), fametrahana etona simika (CVD), ary fanapoahana. In 1955, GE dia nampiasa ny mari-pana ambony sy ny fanerena avo lenta mba hamoronana kristaly diamondra voalohany.
Tamin'ny taona 1980, izao tontolo izao dia nitarika firongatry ny fikarohana diamondra CVD, ary namolavola fomba fanomanana isan-karazany toy ny fomba tariby mafana (HFCVD), microwave plasma (MPCVD) ary DC arc plasma jet CVD, izay nametraka ny fototra ho an'ny fampiharana taty aoriana.
Ny hamafin'ny avo dia iray amin'ireo toetra maro amin'ny diamondra. Mampiasa ny hamafin'ny diamondra tena avo, azo omanina ho fitaovana isan-karazany, izay mitana anjara toerana tsy azo soloina amin'ny fanodinana vato, metaly tsy ferrous, ary fitaovana sarotra vita amin'ny milina (toy ny karbônina fibre composite fitaovana). Mba hahatratrarana mahomby, avo lenta, fanodinana ara-tontolo iainana.
Raha ny diamondra no resahina, dia azo ampifandraisina amin'ny karazana vaovao superhard fitaovana toratelo boron nitride kristaly, cubic boron nitride-CBN, mitovy amin'ny diamondra ny firafiny kristaly, ambany kely noho ny diamondra ny hamafiny, fa ny fahamarinan-toerana mafana dia ambony lavitra noho ny diamondra , manana fitoniana simika bebe kokoa amin'ny singa metaly vy.
Ny fikosoham-bary amin'ny boron nitride abrasives cubic dia tena tsara, tsy vitan'ny hoe mahay manodina akora sarotra kosehina, fa manatsara ny vokatra ihany koa, simika inertness, ary afaka manatsara tsara ny kalitaon'ny fikosoham-bary.
06. Fitaovana kristaly piezoelectric
Rehefa iharan'ny hery ivelany ny kristaly, ny kristaly dia ho polarize ary hamorona fiampangana ambonin'ny, izay antsoina hoe piezoelectric vokany tsara; Mifanohitra, rehefa iharan'ny saha elektrika ivelany ny kristaly, hiova endrika ny kristaly, izay antsoina hoe inverse piezoelectric vokany. Ny kristaly misy fiantraikany piezoelectric dia antsoina hoe kristaly piezoelectric, izay tsy misy afa-tsy amin'ny kristaly tsy misy ivon'ny asymmetrika.
Ny kristaly piezoelectric hita voalohany indrindra dia kristaly (α-SiO2), izay manana ny toetoetran'ny fahamarinan-toerana matetika ary fitaovana piezoelectric tsara indrindra, izay azo ampiasaina amin'ny fanamboarana resonator, sivana, transducers, Optical deflectors, surface acoustic onja fitaovana sy ny hafanana isan-karazany, saropady gasy, fitaovana saro-pady sy simika, sns. Izy io koa dia ampiasaina betsaka amin'ny fiainan'ny olona isan'andro, toy ny famantaranandro quartz, famantaranandro elektronika, TV miloko, radio stereo sy horonam-peo.
Tato anatin'ny taona vitsy lasa, kristaly piezoelectric vaovao maro no novolavolaina, toy ny lithium niobate (LiNbO3) ary potassium niobate (KNbO3) miaraka amin'ny rafitra perovskite. Mampiasa ny effet piezoelectric an'ireo kristaly ireo, azo atao ny fitaovana isan-karazany, izay ampiasaina betsaka amin'ny indostrian'ny miaramila sy sivily, toy ny sphygmomanometers, fitendry piezoelectric, tsipika fanemorana, oscillators, ultrasonic transducers, Transformers piezoelectric, sns.
07. Insulating kristaly
Ohatra iray mahazatra amin'ny wafers insulating dia wafer mika. Mika dia teny ankapobeny ho an'ny mineraly silika misy sosona. Manana ny toetra mampiavaka ny insulation, mangarahara, fanoherana hafanana, fanoherana ny harafesina, mora peeling sy elasticity. Ampiasaina betsaka amin'ny motera izy io, fitaovana elektrika, ELEKITRONIKA, radio sy kojakoja ao an-tokantrano.
Manana anjara toerana lehibe eo amin’ny fanorenana ara-toekarena sy fiarovam-pirenena izany. Na dia misy karazana mika voajanahary maro aza, Ny tena be mpampiasa amin'ny indostria dia muscovite mika, arahin'ny mika phlogopite.
Noho ny fahavitsian'ny tahiry mica voajanahary any amin'ny firenena maro, indrindra ny kalitao, mika lehibe, izay tsy mahafeno ny filan'ny fampandrosoana ny indostrian'ny elektronika, Ny mika synthetic dia nodinihina hatramin'ny taona 1950.
Satria ny mika synthetic dia manana toetra tsara toy ny fahadiovana, mangarahara, fanoherana ny hafanana avo, fanoherana ny harafesina sy insulation elektrika, synthetic mika ny wafers tokana azo ampiasaina amin'ny:
① Insulation racks amin'ny fitaovana banga isan-karazany, toy ny accelerators, efitrano ionization, magnetrons sy fantsona elektronika, sns. ;
② Fitaovana varavarankely, toy ny microwave fantsona Output varavarankely, varavarankely fijerena lafaoro avo lenta sy varavarankely mahatohitra asidra sy alkali;
③ Fandrefesana ny haavon'ny rano amin'ny boiler tosidra ambony ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra mafana;
④ capacitors mari-pana ambony, platinum tariby ambonin'ny thermometer taolana, sns.
Eo ambanin'ny horonan-tsary fanapahana kristaly ho fanondroana:
ny https://www.youtube.com/watch?v=VA3P7tIrT44
