Alumínium-nitrid – Az AlN ipari alkalmazásai és tulajdonságai a Precision Ceramics által

A Precision Ceramics, a McGeoch Technology részlege, a műszaki kerámiák tervezésével foglalkozó vállalat. A beszerzéstől és ellátástól kezdve a műszaki tervezésen át a speciális megmunkálásig teljes körű szolgáltatást nyújtunk.

A minőség és a szolgáltatás hírneve valóban nemzetközi: a Precision Ceramics által tervezett speciális kerámiaalkatrészek világszerte egyre szélesebb körben kerülnek alkalmazásra olyan különböző iparágakban, mint a repülőgépipar, az optoelektronika és az atomenergia.

Mi az alumínium-nitrid (AlN)

Az alumínium-nitrid (AlN) érdekes anyag, és az egyik legjobb anyag, ha nagy hővezető képességre van szükség. Kiváló elektromos szigetelési tulajdonságaival kombinálva az alumínium-nitrid ideális hőelvezető anyag számos elektromos és elektronikus alkalmazáshoz.

Az alumínium-nitrid tulajdonságai

Az alumínium-nitrid egy (többnyire) kovalens kötésű anyag, és hexagonális kristályszerkezetű, amely izomorf a cink-szulfid egyik polytípusával, a wurtzittal. Ennek a szerkezetnek a tércsoportja P63mc.

Az anyag nagyon magas hőmérsékleten, inert atmoszférában stabil. Levegőben 700 °C felett felületi oxidáció következik be, és még szobahőmérsékleten is kimutattak 5-10 nm-es felületi oxidrétegeket. Ez az oxidréteg 1370 °C-ig védi az anyagot. E hőmérséklet felett ömlesztett oxidáció következik be. Az alumínium-nitrid hidrogén és szén-dioxid atmoszférában 980 °C-ig stabil.

Az anyag lassan oldódik ásványi savakban a szemcsehatárok támadása révén, erős lúgokban pedig az alumínium-nitrid szemcsék támadása révén. Az anyag vízben lassan hidrolizál. Az alumínium-nitrid ellenáll a legtöbb olvadt só támadásának, beleértve a kloridokat és a kriolitot is.

Az alumínium-nitridet timföld karbotermikus redukciójával vagy alumínium közvetlen nitridálásával szintetizálják. A sűrű műszaki minőségű anyag előállításához szinterelési segédanyagok használata és forró préselés szükséges.

Az alumínium-nitrid alkalmazásai

Az alumínium-nitridet a timföldhöz és a berillium-oxidhoz hasonló elektronikai alkalmazásokban való felhasználását lehetővé tevő fémesítési módszerek állnak rendelkezésre.

A gallium-nitrid alapú félvezetők felhasználásával jelenleg sok kutatás folyik az ultraibolya tartományban működő fénykibocsátó diódák kifejlesztésére, és az alumínium-gallium-nitrid ötvözet felhasználásával akár 250 nm-es hullámhosszúságról is beszámoltak. 2006 májusában egy 210 nm-es, nem hatékony LED-kibocsátásról számoltak be. Az egykristályos AlN sávhézagát (vákuum UV-reflexióval) 6,2 eV-ban mérték. Ez elvileg lehetővé teszi a 200 nm körüli hullámhossz elérését. Számos nehézséget kell azonban leküzdeni ahhoz, hogy az ilyen sugárzók kereskedelmi valósággá váljanak.

Az alumínium-nitrid ipari felhasználása

Az alumínium-nitrid alkalmazásai között szerepelnek

• optoelektronika,
• dielektromos rétegek optikai adathordozókban,
• elektronikai hordozók, chiphordozók, ahol a nagy hővezető képesség elengedhetetlen,
• katonai alkalmazások.

Epitaxiálisan növesztett kristályos alumínium-nitridet szilícium ostyán leválasztott felületi akusztikus hullám érzékelőkhöz (SAW) is használnak az alumínium-nitrid piezoelektromos tulajdonságai miatt. Nagyon kevés helyen tudják megbízhatóan előállítani ezeket a vékonyrétegeket. Az Agilent több mint egy évtizedes kutatás után ma már rendelkezik egy mobiltelefonokban használt RF-szűrővel, az úgynevezett FBAR-ral. Ez a technológia szorosan kapcsolódik a MEMS területén dolgozó mérnökökhöz.

Ez az információ a Precision Ceramics által rendelkezésre bocsátott anyagokból származik, azokat felülvizsgálták és adaptálták.

A forrással kapcsolatos további információkért látogasson el a Precision Ceramics oldalára.

Hivatkozások

.