Nitruro di alluminio – Applicazioni industriali e proprietà dell’AlN di Precision Ceramics

Precision Ceramics, una divisione di McGeoch Technology, è una società dedicata alla progettazione di ceramiche tecniche. Dall’approvvigionamento e dalla fornitura alla progettazione tecnica e alla lavorazione specializzata, offriamo un servizio completo.

La nostra reputazione per la qualità e il servizio è veramente internazionale, con componenti ceramici specializzati progettati da Precision Ceramics che trovano la loro strada in una gamma sempre più ampia di applicazioni mondiali in settori diversi come quello aerospaziale, optoelettronico e nucleare.

Che cos’è il nitruro di alluminio (AlN)

Il nitruro di alluminio (AlN) è un materiale interessante ed è uno dei migliori materiali da utilizzare se è richiesta un’elevata conducibilità termica. Se combinato con le sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico, il nitruro di alluminio è un materiale ideale per dissipare il calore in molte applicazioni elettriche ed elettroniche.

Proprietà del nitruro di alluminio

Il nitruro di alluminio è un materiale (per lo più) covalentemente legato, e ha una struttura cristallina esagonale che è isomorfa con uno dei politipi di solfuro di zinco conosciuto come wurtzite. Il gruppo spaziale per questa struttura è P63mc.

Il materiale è stabile a temperature molto alte in atmosfere inerti. In aria, l’ossidazione superficiale avviene sopra i 700 °C, e anche a temperatura ambiente sono stati rilevati strati di ossido superficiale di 5-10 nm. Questo strato di ossido protegge il materiale fino a 1370 °C. Al di sopra di questa temperatura si verifica l’ossidazione alla rinfusa. Il nitruro di alluminio è stabile in atmosfere di idrogeno e anidride carbonica fino a 980 °C.

Il materiale si dissolve lentamente in acidi minerali attraverso l’attacco dei confini dei grani, e in alcali forti attraverso l’attacco ai grani di nitruro di alluminio. Il materiale si idrolizza lentamente in acqua. Il nitruro di alluminio è resistente all’attacco della maggior parte dei sali fusi, compresi i cloruri e la criolite.

Il nitruro di alluminio viene sintetizzato per riduzione carbotermica dell’allumina o per nitrurazione diretta dell’alluminio. L’uso di coadiuvanti di sinterizzazione e la pressatura a caldo sono necessari per produrre un materiale denso di grado tecnico.

Applicazioni del nitruro di alluminio

Sono disponibili metodi di metallizzazione che permettono al nitruro di alluminio di essere usato in applicazioni elettroniche simili a quelle dell’allumina e dell’ossido di berillio.

Oggi c’è molta ricerca nello sviluppo di diodi emettitori di luce per operare nell’ultravioletto usando i semiconduttori a base di nitruro di gallio e, usando la lega nitruro di gallio e alluminio, sono state riportate lunghezze d’onda fino a 250 nm. Nel maggio 2006 è stata riportata un’emissione LED inefficiente a 210 nm. Il bandgap del cristallo singolo di AlN è stato misurato (usando la riflettività UV del vuoto) a 6,2 eV. Questo permette di ottenere una lunghezza d’onda di circa 200 nm, in linea di principio. Tuttavia, ci sono molte difficoltà da superare se tali emettitori devono diventare una realtà commerciale.

Uso industriale del nitruro di alluminio

Tra le applicazioni del nitruro di alluminio ci sono

• optoelettronica,
• strati dielettrici in supporti di memoria ottica,
• substrati elettronici, supporti di chip dove è essenziale un’alta conduttività termica,
• applicazioni militari.

Il nitruro di alluminio cristallino coltivato epitassialmente è anche usato per sensori di onde acustiche di superficie (SAW) depositati su wafer di silicio a causa delle proprietà piezoelettriche del nitruro di alluminio. Pochi posti possono fabbricare in modo affidabile questi film sottili. Agilent, dopo più di un decennio di ricerca, ha ora un filtro RF usato nella telefonia mobile chiamato FBAR. Questa tecnologia è strettamente associata agli ingegneri che lavorano nel campo dei MEMS.

Questa informazione è stata ricavata, rivista e adattata da materiali forniti da Precision Ceramics.

Per maggiori informazioni su questa fonte, visita Precision Ceramics.

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