அலுமினியம் நைட்ரைடு (AlN) முதன்முதலில் 1877 இல் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது, ஆனால் மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் அதன் சாத்தியமான பயன்பாடு 1980 களின் நடுப்பகுதி வரை உயர்தர, வணிக ரீதியாக சாத்தியமான பொருட்களின் வளர்ச்சியைத் தூண்டவில்லை.

AIN என்பது ஒரு அலுமினியம் நைட்ரேட் வடிவம். அலுமினியம் நைட்ரைடு அலுமினியம் நைட்ரேட்டிலிருந்து வேறுபடுகிறது, அதில் இது நைட்ரஜன் சேர்மமாகும், இது ஒரு குறிப்பிட்ட ஆக்சிஜனேற்ற நிலை -3 ஆகும், அதே சமயம் நைட்ரேட் என்பது நைட்ரிக் அமிலத்தின் எஸ்டர் அல்லது உப்பைக் குறிக்கிறது. இந்த பொருளின் படிக அமைப்பு அறுகோண வூர்ட்சைட் ஆகும்.

AIN இன் தொகுப்பு

அலுமினாவின் கார்போதெர்மல் குறைப்பு அல்லது அலுமினியத்தின் நேரடி நைட்ரைடேஷன் மூலம் AlN உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இதன் அடர்த்தி 3.33 g/cm3 மற்றும் உருகவில்லை என்றாலும், 2500 °C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலை மற்றும் வளிமண்டல அழுத்தத்தில் பிரிகிறது. திரவ-உருவாக்கும் சேர்க்கைகளின் உதவியின்றி, பொருள் கோவலன்ட் முறையில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் சின்டரிங் செய்வதை எதிர்க்கும். பொதுவாக, Y2O3 அல்லது CaO போன்ற ஆக்சைடுகள் 1600 மற்றும் 1900 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் சின்டரிங் செய்ய அனுமதிக்கின்றன.

அலுமினிய நைட்ரைடால் செய்யப்பட்ட பாகங்கள் குளிர் ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல், பீங்கான் ஊசி வடிவமைத்தல், குறைந்த அழுத்த ஊசி வடிவமைத்தல், டேப் காஸ்டிங், துல்லியமான எந்திரம் மற்றும் உலர் அழுத்துதல் உள்ளிட்ட பல்வேறு முறைகள் மூலம் தயாரிக்கப்படலாம்.

முக்கிய அம்சங்கள்

அலுமினியம், லித்தியம் மற்றும் தாமிரம் உட்பட பெரும்பாலான உருகிய உலோகங்களுக்கு AlN ஊடுருவாது. குளோரைடுகள் மற்றும் கிரையோலைட் உட்பட பெரும்பாலான உருகிய உப்புகளுக்கு இது ஊடுருவாது.

அலுமினியம் நைட்ரைடு அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் (170 W/mk, 200 W/mk, மற்றும் 230 W/mk) மற்றும் அதிக அளவு எதிர்ப்பு மற்றும் மின்கடத்தா வலிமை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

இது நீர் அல்லது ஈரப்பதத்திற்கு வெளிப்படும் போது தூள் வடிவில் நீராற்பகுப்புக்கு ஆளாகிறது. கூடுதலாக, அமிலங்கள் மற்றும் காரங்கள் அலுமினியம் நைட்ரைடை தாக்குகின்றன.

இந்த பொருள் மின்சாரத்திற்கான இன்சுலேட்டர் ஆகும். ஊக்கமருந்து ஒரு பொருளின் மின் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்கிறது. AIN பைசோ எலக்ட்ரிக் பண்புகளைக் காட்டுகிறது.

விண்ணப்பங்கள்

மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ்

AlN இன் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க பண்பு அதன் உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஆகும், இது பீங்கான் பொருட்களில் பெரிலியத்திற்கு அடுத்ததாக உள்ளது. 200 டிகிரி செல்சியஸுக்கும் குறைவான வெப்பநிலையில், அதன் வெப்ப கடத்துத்திறன் தாமிரத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். உயர் கடத்துத்திறன், தொகுதி எதிர்ப்பு மற்றும் மின்கடத்தா வலிமை ஆகியவற்றின் இந்த கலவையானது, உயர்-சக்தி அல்லது அதிக அடர்த்தி கொண்ட மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக் கூறு கூட்டங்களுக்கான அடி மூலக்கூறுகளாகவும் பேக்கேஜிங்காகவும் பயன்படுத்த உதவுகிறது. ஓமிக் இழப்புகளால் உருவாகும் வெப்பத்தை சிதறடிப்பது மற்றும் அவற்றின் இயக்க வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் கூறுகளை பராமரிப்பது என்பது மின்னணு கூறுகளின் பொதியின் அடர்த்தியை தீர்மானிக்கும் கட்டுப்படுத்தும் காரணிகளில் ஒன்றாகும். AlN அடி மூலக்கூறுகள் வழக்கமான மற்றும் பிற பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகளை விட மிகவும் பயனுள்ள குளிர்ச்சியை வழங்குகின்றன, அதனால்தான் அவை சிப் கேரியர்கள் மற்றும் வெப்ப மூழ்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அலுமினியம் நைட்ரைடு மொபைல் தொடர்பு சாதனங்களுக்கான RF வடிப்பான்களில் பரவலான வணிக பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது. அலுமினியம் நைட்ரைட்டின் ஒரு அடுக்கு உலோகத்தின் இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையில் அமைந்துள்ளது. வணிகத் துறையில் உள்ள பொதுவான பயன்பாடுகளில் லேசர்கள், சிப்லெட்டுகள், கோலெட்டுகள், மின் இன்சுலேட்டர்கள், குறைக்கடத்தி செயலாக்க கருவிகளில் கிளாம்ப் வளையங்கள் மற்றும் மைக்ரோவேவ் சாதன பேக்கேஜிங் ஆகியவற்றில் மின் காப்பு மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை கூறுகள் அடங்கும்.

பிற பயன்பாடுகள்

AlN இன் செலவு காரணமாக, அதன் பயன்பாடுகள் வரலாற்று ரீதியாக இராணுவ ஏரோநாட்டிக்ஸ் மற்றும் போக்குவரத்து துறைகளுக்கு மட்டுமே. இருப்பினும், பொருள் விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டு பல்வேறு துறைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டது. அதன் சாதகமான பண்புகள் பல முக்கியமான தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

AlN இன் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் ஆக்கிரமிப்பு உருகிய உலோகங்கள் மற்றும் திறமையான வெப்ப பரிமாற்ற அமைப்புகளைக் கையாளும் பயனற்ற கலவைகள் அடங்கும்.

இந்த பொருள் காலியம் ஆர்சனைடு படிகங்களின் வளர்ச்சிக்கு சிலுவைகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது மற்றும் எஃகு மற்றும் குறைக்கடத்திகள் உற்பத்தியிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அலுமினியம் நைட்ரைடுக்கான பிற முன்மொழியப்பட்ட பயன்பாடுகள் நச்சு வாயுக்களுக்கான இரசாயன சென்சார் ஆகும். இந்த சாதனங்களில் பயன்படுத்துவதற்கு அரை-ஒரு பரிமாண நானோகுழாய்களை உருவாக்க AIN நானோகுழாய்களைப் பயன்படுத்துவது ஆராய்ச்சிக்கு உட்பட்டது. கடந்த இரண்டு தசாப்தங்களில், புற ஊதா நிறமாலையில் செயல்படும் ஒளி-உமிழும் டையோட்களும் ஆராயப்பட்டுள்ளன. மேற்பரப்பு ஒலி அலை உணரிகளில் மெல்லிய படமான AIN இன் பயன்பாடு மதிப்பிடப்பட்டது.