Cristal de semence carré en saphir – Substrat de précision pour la croissance du saphir synthétique

Brève description :

Envoyez-nous un e-mail

Caractéristiques

Diagramme détaillé du cristal de semence de saphir

Présentation du cristal de semence de saphir

Un cristal germe de saphir est un petit fragment d'oxyde d'aluminium monocristallin (Al₂O₃) extrêmement pur qui sert de point de départ à la croissance de grandes boules de saphir. Agissant comme un « modèle », il détermine l'orientation du réseau, la structure cristalline et la qualité globale du saphir synthétique qui en résulte.
Seuls des cristaux de saphir d'une pureté de 99,99 % ou plus et d'une structure cristalline parfaite sont utilisés, car tout défaut se transmet au saphir cultivé, affectant sa clarté optique et ses performances mécaniques. Les cristaux de saphir constituent la base cachée, mais essentielle, de tout produit en saphir de haute qualité, des substrats LED et des plaquettes de semi-conducteurs aux optiques aérospatiales et aux boîtiers de montres de luxe.

Comment sont fabriqués les cristaux de saphir

La fabrication de cristaux de semences de saphir est uneprocessus contrôlé avec précisionimpliquant plusieurs étapes critiques :

Sélection Master Sapphire– De grandes boules de saphir sans défaut sont choisies comme matériau de base.
Détermination de l'orientation des cristaux– En utilisant la diffraction des rayons X, les directions cristallographiques de la boule (plan C, plan A, plan R ou plan M) sont cartographiées.
Découpe de précision– Les scies à fil diamanté ou les systèmes laser coupent la boule en petites plaquettes, tiges ou blocs carrés avec une orientation exacte.
Polissage et traitement de surface– Chaque graine subit un polissage ultra-fin et un traitement chimique pour éliminer les micro-rayures et assurer une surface atomiquement lisse.
Nettoyage et contrôle qualité– Le nettoyage chimique élimine les contaminants et chaque graine est inspectée pour vérifier la précision de son orientation, sa pureté et son intégrité structurelle avant l’expédition.

Ce processus garantit que chaque cristal de semence de saphir peut résister à une chaleur extrême et diriger de manière fiable la croissance d'un nouveau saphir.

Applications – Comment les cristaux de germination de saphir permettent la croissance du saphir

Lefonction uniquedes cristaux de semences de saphir est defaire pousser un nouveau saphir synthétique, mais ils sont indispensables dans presque toutes les méthodes modernes de production de saphir.

Méthode Kyropoulos (KY)
Le cristal de saphir germe est placé dans de l'alumine fondue et refroidi progressivement, ce qui provoque la croissance du saphir. KY produit de grandes boules de saphir à faible contrainte, idéales pour les substrats LED et les fenêtres optiques.

Méthode Czochralski (CZ)

Le cristal de saphir germe est fixé à une tige de traction, plongé dans la matière en fusion, puis lentement soulevé et mis en rotation. Le saphir se détache de la masse fondue le long du réseau du germe, créant ainsi des cristaux très uniformes destinés à des applications optiques et scientifiques.

Méthode d'échange de chaleur (HEM)
Le cristal germe de saphir repose au fond du creuset, et le saphir se développe vers le haut à mesure que le four refroidit par le bas. Le procédé HEM permet de créer de grands blocs de saphir avec un minimum de contraintes internes, largement utilisés pour les fenêtres aérospatiales et l'optique laser.

Croissance par film à bords définis (EFG)
Le cristal de graine de saphir se trouve sur le bord du moule ; l'alumine fondue s'alimente par capillarité, faisant croître le saphir dans des formes spéciales comme des tiges, des tubes et des rubans.

FAQ sur les cristaux de saphir

Q1 : Pourquoi les cristaux de graines de saphir sont-ils importants ?
Ils définissent l'orientation cristalline et la structure du réseau du saphir cultivé, garantissant l'uniformité et prévenant les défauts.

Q2 : Les cristaux de semence peuvent-ils être réutilisés ?
Certaines graines peuvent être réutilisées, mais la plupart des fabricants préfèrent les graines fraîches pour maintenir la qualité et éviter la contamination.

Q3 : Quelles orientations sont couramment utilisées ?
Plan C (pour les substrats LED), plan A, plan R et plan M, selon l'application saphir souhaitée.

Q4 : Quelles méthodes de croissance dépendent des cristaux de germination ?
Toutes les principales méthodes modernes —KY, CZ, HEM, EFG— nécessitent des cristaux de semence.

Q5 : Quelles industries dépendent indirectement des cristaux de semence ?
Tout domaine utilisant du saphir synthétique —Éclairage LED, électronique semi-conductrice, optique de défense, montres de luxe— dépend en fin de compte des cristaux de semence de saphir.

À propos de nous

XKH est spécialisé dans le développement, la production et la commercialisation de haute technologie de verres optiques spéciaux et de nouveaux matériaux cristallins. Nos produits sont destinés aux secteurs de l'optique, de l'électronique grand public et de l'armée. Nous proposons des composants optiques en saphir, des protections d'objectifs pour téléphones portables, de la céramique, des LT, du carbure de silicium SIC, du quartz et des plaquettes de cristal semi-conducteur. Forts d'une expertise pointue et d'équipements de pointe, nous excellons dans le traitement de produits non standard et aspirons à devenir une entreprise de pointe dans le domaine des matériaux optoélectroniques.