Chaidh Aluminium Nitride (AlN) a cho-shìneadh an toiseach ann an 1877, ach cha do bhrosnaich an cleachdadh a dh’ fhaodadh a bhith aige ann am microelectronics leasachadh stuthan àrd-inbhe, comasach gu malairteach gu meadhan nan 1980n.
Is e cruth alùmanum nitrate a th’ ann an AIN. Tha alùmanum nitride eadar-dhealaichte bho alùmanum nitrate leis gur e todhar nitrogen a th’ ann le staid oxidation sònraichte de -3, fhad ‘s a tha nitrate a’ toirt iomradh air eistear no salann searbhag nitric. Is e structar criostail an stuth seo wurtzite sia-thaobhach.
Synthesis de AIN
Tha AlN air a thoirt a-mach tro lughdachadh carbothermal alùmanum no le bhith a’ nitridation dìreach alùmanum. Tha dùmhlachd de 3.33 g / cm3 ann agus, a dh’ aindeoin nach eil e a’ leaghadh, bidh e ag eadar-dhealachadh aig teòthachd os cionn 2500 ° C agus cuideam àile. Às aonais taic bho stuthan cur-ris cruthachadh leaghan, tha an stuth ceangailte gu covalently agus a’ seasamh an aghaidh sintearachd. Mar as trice, bidh ocsaidean leithid Y2O3 no CaO a’ ceadachadh sintearachd aig teòthachd eadar 1600 agus 1900 ceum Celsius.
Faodar pàirtean de alùmanum nitride a dhèanamh tro ghrunn dhòighean, a’ gabhail a-steach bruthadh fuar isostatic, cumadh in-stealladh ceirmeag, cumadh in-stealladh le cuideam ìosal, tilgeadh teip, innealachadh mionaideach, agus brùthadh tioram.
Prìomh fheartan
Tha AlN mì-chinnteach don mhòr-chuid de mheatailtean leaghte, a’ gabhail a-steach alùmanum, lithium, agus copar. Tha e mì-chinnteach don mhòr-chuid de shalainn leaghte, a 'gabhail a-steach clorides agus cryolite.
Tha giùlan teirmeach àrd aig alùmanum nitride (170 W / mk, 200 W / mk, agus 230 W / mk) a bharrachd air resistivity àrd agus neart dielectric.
Tha e buailteach do hydrolysis ann an cruth pùdar nuair a bhios e fosgailte do uisge no taiseachd. A bharrachd air an sin, bidh searbhagan agus alkalis a’ toirt ionnsaigh air alùmanum nitride.
Tha an stuth seo na insulator airson dealan. Bidh dopadh a’ cur ri seoltachd dealain stuth. Tha AIN a’ taisbeanadh feartan piezoelectric.
Iarrtasan
Microelectronics
Is e am feart as iongantaiche de AlN an giùlan teirmeach àrd aige, a tha san dàrna àite a-mhàin do beryllium am measg stuthan ceirmeag. Aig teòthachd nas ìsle na 200 ceum Celsius, tha an giùlan teirmeach aige nas àirde na copar. Tha an cothlamadh seo de ghiùlan àrd, resistivity tomhas-lìonaidh, agus neart dielectric a’ comasachadh a chleachdadh mar fho-stratan agus pacadh airson co-chruinneachaidhean co-phàirtean microelectronic àrd-chumhachd no dùmhlachd àrd. Is e an fheum air teas a thig bho chall ohmic a sgaoileadh agus na pàirtean a chumail taobh a-staigh an raon teòthachd obrachaidh aca aon de na factaran cuibhreachaidh a tha a’ dearbhadh dùmhlachd pacaidh phàirtean dealanach. Bidh fo-stratan AlN a’ toirt seachad fuarachadh nas èifeachdaiche na fo-stratan ceirmeag àbhaisteach agus eile, agus is e sin as coireach gu bheil iad air an cleachdadh mar luchd-giùlan chip agus sinc teas.
Bidh alùmanum nitride a’ lorg cleachdadh malairteach farsaing ann an sìoltachain RF airson innealan conaltraidh gluasadach. Tha còmhdach de alùmanum nitride suidhichte eadar dà shreath de mheatailt. Tha tagraidhean cumanta anns an roinn mhalairteach a’ toirt a-steach insulation dealain agus pàirtean riaghlaidh teas ann an lasers, chiplets, collets, insuladairean dealain, fàinneachan clamp ann an uidheamachd giullachd semiconductor, agus pacadh innealan microwave.
Iarrtasan Eile
Air sgàth cosgais AlN, gu h-eachdraidheil tha na tagraidhean aige air a bhith cuibhrichte gu raointean itealain armachd agus còmhdhail. Ach, chaidh an stuth a sgrùdadh gu farsaing agus a chleachdadh ann an grunn raointean. Tha na feartan buannachdail aige ga dhèanamh freagarrach airson grunn thagraidhean gnìomhachais cudromach.
Tha tagraidhean gnìomhachais AlN a’ toirt a-steach stuthan teasairginn airson làimhseachadh mheatailtean leaghte ionnsaigheach agus siostaman iomlaid teas èifeachdach.
Tha an stuth seo air a chleachdadh gus breusgain a thogail airson fàs criostalan gallium arsenide agus tha e cuideachd air a chleachdadh ann an cinneasachadh stàilinn agus semiconductors.
Tha cleachdaidhean eile a thathar a’ moladh airson alùmanum nitride a’ toirt a-steach mar sensor ceimigeach airson gasaichean puinnseanta. Tha a bhith a’ cleachdadh nanotuban AIN gus nanotuban leth-aon-thaobhach a thoirt gu buil airson an cleachdadh anns na h-innealan sin air a bhith na chuspair sgrùdaidh. Anns an dà dheichead a dh’ fhalbh, chaidh sgrùdadh a dhèanamh cuideachd air diodes lasachaidh solais a tha ag obair anns an speactram ultraviolet. Thathas air measadh a dhèanamh air cleachdadh film tana AIN ann an mothachairean tonn fuaimneach uachdar.
