ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් (AlN) ප්‍රථම වරට සංස්ලේෂණය කරන ලද්දේ 1877 දී, නමුත් ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් හි එහි විභව යෙදුම 1980 දශකයේ මැද භාගය වන තෙක් උසස් තත්ත්වයේ, වාණිජමය වශයෙන් ශක්‍ය ද්‍රව්‍යවල වර්ධනයට හේතු වූයේ නැත.
AIN යනු ඇලුමිනියම් නයිට්රේට් ආකාරයකි. ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් ඇලුමිනියම් නයිට්රේට් වලට වඩා වෙනස් වන්නේ එය -3ක නිශ්චිත ඔක්සිකරණ තත්වයක් සහිත නයිට්‍රජන් සංයෝගයක් වන අතර නයිට්රේට් යනු නයිට්‍රික් අම්ලයේ ඕනෑම එස්ටරයක් හෝ ලවණයක් වේ. මෙම ද්රව්යයේ ස්ඵටික ව්යුහය ෂඩාස්රාකාර wurtzite වේ.
AIN හි සංශ්ලේෂණය
AlN නිපදවනු ලබන්නේ ඇලුමිනා කාබෝතර්මාල් අඩු කිරීම හෝ ඇලුමිනියම් සෘජු නයිට්‍රයිඩකරණය මගිනි. එහි ඝනත්වය 3.33 g/cm3 වන අතර, දිය නොවන නමුත්, 2500 °C ට වැඩි උෂ්ණත්වයකදී සහ වායුගෝලීය පීඩනයේදී විඝටනය වේ. ද්‍රව සාදන ආකලනවල සහාය නොමැතිව, ද්රව්යය සහසංයුජ බන්ධන සහ සින්ටර් කිරීමට ප්‍රතිරෝධී වේ. සාමාන්‍යයෙන්, Y2O3 හෝ CaO වැනි ඔක්සයිඩ සෙල්සියස් අංශක 1600 ත් 1900 ත් අතර උෂ්ණත්වවලදී සින්ටර් කිරීමට අවසර දෙයි.
ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් වලින් සාදන ලද කොටස් සීතල සමස්ථිතික එබීම, සෙරමික් එන්නත් අච්චු ගැසීම, අඩු පීඩන එන්නත් අච්චු ගැසීම, ටේප් වාත්තු කිරීම, නිරවද්‍ය යන්ත්‍රකරණය සහ වියලි එබීම ඇතුළු විවිධ ක්‍රම මගින් නිෂ්පාදනය කළ හැක.
මූලික ලක්ෂණ
AlN ඇලුමිනියම්, ලිතියම් සහ තඹ ඇතුළු බොහෝ උණු කරන ලද ලෝහ වලට විනිවිද නොයයි. ක්ලෝරයිඩ් සහ ක්‍රියොලයිට් ඇතුළු උණු කළ ලවණ බහුතරයකට එය විනිවිද නොයයි.
ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් ඉහළ තාප සන්නායකතාව (170 W/mk, 200 W/mk, සහ 230 W/mk) මෙන්ම ඉහළ පරිමා ප්‍රතිරෝධයක් සහ පාර විද්‍යුත් ශක්තියක් දරයි.
එය ජලයට හෝ ආර්ද්‍රතාවයට නිරාවරණය වන විට කුඩු ආකාරයෙන් ජල විච්ඡේදනයට ගොදුරු වේ. මීට අමතරව, අම්ල සහ ක්ෂාර ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් වලට පහර දෙයි.
මෙම ද්රව්ය විදුලිය සඳහා පරිවාරකයකි. මත්ද්‍රව්‍ය භාවිතය ද්‍රව්‍යයක විද්‍යුත් සන්නායකතාව වැඩි කරයි. AIN piezoelectric ගුණ පෙන්වයි.
අයදුම්පත්
ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ
AlN හි වඩාත්ම කැපී පෙනෙන ලක්ෂණය වන්නේ එහි ඉහළ තාප සන්නායකතාවයයි, එය සෙරමික් ද්රව්ය අතර බෙරිලියම් වලට පමණක් දෙවැනි වේ. සෙල්සියස් අංශක 200 ට අඩු උෂ්ණත්වවලදී එහි තාප සන්නායකතාවය තඹ ඉක්මවා යයි. අධි සන්නායකතාව, පරිමා ප්‍රතිරෝධය සහ පාර විද්‍යුත් ශක්තියේ මෙම සංයෝජනය අධි බල හෝ අධි-ඝනත්ව ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික සංරචක එකලස් කිරීම් සඳහා උපස්ථර සහ ඇසුරුම් ලෙස භාවිතා කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි. ohmic පාඩු මගින් ජනනය වන තාපය විසුරුවා හැරීම සහ ඒවායේ ක්රියාකාරී උෂ්ණත්ව පරාසය තුළ සංරචක පවත්වා ගැනීම සඳහා අවශ්යතාවය ඉලෙක්ට්රොනික සංරචක ඇසුරුම්වල ඝනත්වය තීරණය කරන සීමාකාරී සාධකවලින් එකකි. AlN උපස්ථර සාම්ප්රදායික සහ අනෙකුත් සෙරමික් උපස්ථරවලට වඩා ඵලදායී සිසිලනය සපයයි, එම නිසා ඒවා චිප් වාහක සහ තාප සින්ක් ලෙස භාවිතා කරයි.
ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් ජංගම සන්නිවේදන උපාංග සඳහා RF ෆිල්ටරවල පුළුල් වාණිජ යෙදුමක් සොයා ගනී. ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් ස්ථරයක් ලෝහ ස්ථර දෙකක් අතර පිහිටා ඇත. වාණිජ අංශයේ පොදු යෙදුම් අතර ලේසර්, චිප්ලට්, කොලෙට්, විදුලි පරිවාරක, අර්ධ සන්නායක සැකසුම් උපකරණවල කලම්ප මුදු සහ මයික්‍රෝවේව් උපාංග ඇසුරුම්වල විදුලි පරිවාරක සහ තාප කළමනාකරණ සංරචක ඇතුළත් වේ.
වෙනත් යෙදුම්
AlN හි වියදම හේතුවෙන්, එහි යෙදීම් ඓතිහාසිකව මිලිටරි ගුවන් යානා සහ ප්‍රවාහන ක්ෂේත්‍රවලට සීමා වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, ද්රව්යය පුළුල් ලෙස අධ්යයනය කර විවිධ ක්ෂේත්රවල භාවිතා කර ඇත. එහි වාසිදායක ගුණාංග එය වැදගත් කාර්මික යෙදුම් ගණනාවක් සඳහා සුදුසු වේ.
AlN හි කාර්මික යෙදුම්වලට ආක්‍රමණශීලී උණු කළ ලෝහ සහ කාර්යක්ෂම තාප හුවමාරු පද්ධති හැසිරවීම සඳහා පරාවර්තක සංයෝග ඇතුළත් වේ.
මෙම ද්රව්යය ගැලියම් ආසනයිඩ් ස්ඵටික වර්ධනය සඳහා කූරු තැනීමට භාවිතා කරන අතර වානේ සහ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය සඳහා ද යොදා ගනී.
ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් සඳහා වෙනත් යෝජිත භාවිතයන් විෂ වායු සඳහා රසායනික සංවේදකයක් ලෙස ඇතුළත් වේ. මෙම උපාංගවල භාවිතය සඳහා අර්ධ ඒකමාන නැනෝ ටියුබ් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා AIN නැනෝ ටියුබ් භාවිතා කිරීම පර්යේෂණයට භාජනය වී ඇත. පසුගිය දශක දෙක තුළ පාරජම්බුල වර්ණාවලියේ ක්‍රියාත්මක වන ආලෝක විමෝචක දියෝඩ ද විමර්ශනය කර ඇත. මතුපිට ධ්වනි තරංග සංවේදකවල තුනී පටල AIN යෙදීම ඇගයීමට ලක් කර ඇත.
