Aluminium Nitride – Zastosowania przemysłowe i właściwości AlN przez Precision Ceramics

Precision Ceramics, oddział McGeoch Technology, jest firmą zajmującą się inżynierią ceramiki technicznej. Od zaopatrzenia i dostaw, poprzez projekt techniczny i specjalistyczną obróbkę, oferujemy kompleksowe usługi.

Nasza reputacja w zakresie jakości i usług jest prawdziwie międzynarodowa, a specjalistyczne komponenty ceramiczne zaprojektowane przez Precision Ceramics znajdują drogę do coraz szerszego wachlarza światowych zastosowań w tak różnych gałęziach przemysłu jak przemysł lotniczy, optoelektroniczny i energetyka jądrowa.

Co to jest azotek aluminium (AlN)

Aluminium (AlN) jest interesującym materiałem i jest jednym z najlepszych materiałów do wykorzystania, jeśli wymagana jest wysoka przewodność cieplna. W połączeniu z doskonałymi właściwościami izolacji elektrycznej, azotek glinu jest idealnym materiałem na radiatory do wielu zastosowań elektrycznych i elektronicznych.

Właściwości azotku glinu

Aluminium jest materiałem (w większości) związanym kowalencyjnie i ma heksagonalną strukturę krystaliczną, która jest izomorficzna z jednym z wielotypów siarczku cynku znanym jako wurtzite. Grupa przestrzenna dla tej struktury to P63mc.

Materiał jest stabilny w bardzo wysokich temperaturach w atmosferze obojętnej. W powietrzu, utlenianie powierzchni występuje powyżej 700 ° C, a nawet w temperaturze pokojowej, warstwy tlenku powierzchni 5-10 nm zostały wykryte. Ta warstwa tlenku chroni materiał do 1370 °C. Powyżej tej temperatury następuje utlenianie objętościowe. Azotek glinu jest stabilny w atmosferze wodoru i dwutlenku węgla do 980 °C.

Materiał rozpuszcza się powoli w kwasach mineralnych poprzez atak na granicy ziaren, a w silnych alkaliach poprzez atak na ziarna azotku glinu. W wodzie materiał ulega powolnej hydrolizie. Azotek glinu jest odporny na działanie większości stopionych soli, w tym chlorków i kriolitu.

Atryd glinu jest syntetyzowany przez karbotermiczną redukcję tlenku glinu lub przez bezpośrednie azotowanie aluminium. Do wytworzenia gęstego materiału technicznego wymagane jest stosowanie środków wspomagających spiekanie i prasowanie na gorąco.

Zastosowanie azotku glinu

Dostępne są metody metalizacji umożliwiające wykorzystanie azotku glinu w zastosowaniach elektronicznych podobnych do zastosowań tlenku glinu i tlenku berylu.

Obecnie istnieje wiele badań nad rozwojem diod elektroluminescencyjnych do pracy w ultrafiolecie przy użyciu półprzewodników opartych na azotku galu i przy użyciu stopu azotku glinu galu, długości fali tak krótkie jak 250 nm zostały zgłoszone. W maju 2006 r. zgłoszono nieefektywną emisję LED przy 210 nm. Przerwę pasmową monokryształu AlN zmierzono (wykorzystując odbicie promieniowania UV w próżni) na poziomie 6,2 eV. Pozwala to w zasadzie na osiągnięcie długości fali około 200 nm. Istnieje jednak wiele trudności do pokonania, jeśli takie emitery mają stać się rzeczywistością komercyjną.

Przemysłowe zastosowanie azotku glinu

Pośród zastosowań azotku glinu są

• optoelektronika,
• warstwy dielektryczne w optycznych nośnikach pamięci,
• podłoża elektroniczne, nośniki układów scalonych, gdzie wysoka przewodność cieplna jest niezbędna,
• zastosowania wojskowe.

Epitaksjalnie uprawiane krystaliczny azotek glinu jest również używany do czujników powierzchniowej fali akustycznej (SAW) osadzonych na waflach krzemowych z powodu właściwości piezoelektrycznych azotku glinu. Bardzo niewiele miejsc może w sposób niezawodny wytwarzać takie cienkie warstwy. Agilent po ponad dekadzie badań ma obecnie filtr RF stosowany w telefonach komórkowych o nazwie FBAR. Technologia ta jest ściśle związana z inżynierami pracującymi w dziedzinie MEMS.

Informacja ta została pozyskana, zweryfikowana i zaadaptowana z materiałów dostarczonych przez Precision Ceramics.

Więcej informacji na temat tego źródła można znaleźć na stronie Precision Ceramics.

Cytaty

.