Нитриди алюминий (AlN) бори аввал соли 1877 синтез карда шуд, аммо истифодаи эҳтимолии он дар микроэлектроника то нимаи солҳои 1980 ба рушди маводи баландсифат ва аз ҷиҳати тиҷорат қобили таваҷҷуҳ мусоидат накард.
AIN як шакли нитрати алюминий мебошад. Нитриди алюминий аз нитрати алюминий бо он фарқ мекунад, ки он пайвастагии нитроген бо ҳолати мушаххаси оксидшавии -3 мебошад, дар ҳоле ки нитрат ба ҳама гуна эфир ё намаки кислотаи нитрат дахл дорад. Сохтори булӯрии ин мавод вуртзити шашкунҷа аст.
Синтези AIN
AlN тавассути коҳиши карботермикии гилхок ё нитридизатсияи мустақими алюминий ҳосил мешавад. Зичии он 3,33 г/см3 буда, сарфи назар аз об нашудан, дар ҳарорати аз 2500 °C ва фишори атмосферӣ ҷудо мешавад. Бе кӯмаки иловаҳои моеъсоз, мавод ба таври ковалентӣ пайваст карда мешавад ва ба агломератсия тобовар аст. Одатан, оксидҳо ба монанди Y2O3 ё CaO имкон медиҳанд, ки дар ҳарорати аз 1600 то 1900 дараҷа гарм карда шаванд.
Қисмҳои аз нитриди алюминий сохташуда метавонанд бо усулҳои гуногун, аз ҷумла пресскунии изостатикии хунук, қолаби сӯзандоруи сафолӣ, қолаби сӯзандору бо фишори паст, рехтани лента, коркарди дақиқ ва пресскунии хушк истеҳсол карда шаванд.
Хусусиятҳои асосӣ
AlN ба аксари металлҳои гудохташуда, аз ҷумла алюминий, литий ва мис тобовар аст. Он ба аксарияти намакҳои гудохта, аз ҷумла хлоридҳо ва криолит тобовар аст.
Нитриди алюминий дорои қобилияти баланди гармӣ (170 Вт / мк, 200 Вт / мк ва 230 Вт / мк), инчунин муқовимати баланди ҳаҷм ва қувваи диэлектрикӣ мебошад.
Он ҳангоми дучор шудан ба об ё намӣ ба гидролиз дар шакли хок ҳассос аст. Илова бар ин, кислотаҳо ва сілтҳо ба нитриди алюминий ҳамла мекунанд.
Ин масолех изолятори кувваи электр мебошад. Допинг гузариши барқи маводро беҳтар мекунад. AIN хосиятҳои пьезоэлектрикиро нишон медиҳад.
Барномаҳо
Микроэлектроника
Хусусияти аз ҳама ҷолиби AlN гузаронии гармии баланди он мебошад, ки дар байни масолеҳи сафолӣ пас аз бериллий дуюм аст. Дар харорати аз 200 дарача пасттар кобилияти гармигузаронии он аз мис болотар аст. Ин комбинатсияи ноқилҳои баланд, муқовимати ҳаҷм ва қувваи диэлектрикӣ имкон медиҳад, ки онро ҳамчун субстратҳо ва бастабандӣ барои васлҳои ҷузъҳои микроэлектроникии пурқувват ё зичии баланд истифода баранд. Зарурати пароканда кардани гармии дар натиҷаи талафоти омӣ тавлидшуда ва нигоҳ доштани ҷузъҳо дар доираи ҳарорати кори онҳо яке аз омилҳои маҳдудкунандаест, ки зичии бастабандии ҷузъҳои электрониро муайян мекунад. Субстратҳои AlN нисбат ба субстратҳои анъанавӣ ва дигар сафолӣ сардшавии самараноктарро таъмин мекунанд, аз ин рӯ онҳо ҳамчун чипҳо ва гармкунакҳо истифода мешаванд.
Нитриди алюминий дар филтрҳои RF барои дастгоҳҳои алоқаи мобилӣ барномаи васеъи тиҷоратиро пайдо мекунад. Дар байни ду қабати металл қабати нитриди алюминий ҷойгир аст. Барномаҳои маъмул дар бахши тиҷоратӣ иборатанд аз ҷузъҳои изолятсияи электрикӣ ва идоракунии гармӣ дар лазерҳо, чиплетҳо, коллетҳо, изоляторҳои барқӣ, ҳалқаҳои тазиқи таҷҳизоти коркарди нимноқилҳо ва бастабандии дастгоҳи микроволновка.
Дигар Барномаҳо
Аз сабаби хароҷоти AlN, татбиқи он таърихан бо соҳаҳои аэронавтикаи ҳарбӣ ва нақлиёт маҳдуд буд. Аммо, мавод ба таври васеъ омӯхта ва дар соҳаҳои гуногун истифода шудааст. Хусусиятҳои фоиданоки он онро барои як қатор барномаҳои муҳими саноатӣ мувофиқ мегардонанд.
Барномаҳои саноатии AlN иборатанд аз композитҳои оташ тобовар барои коркарди металлҳои гудохташуда ва системаҳои муассири табодули гармӣ.
Ин мавод барои сохтани тигелҳо барои афзоиши кристаллҳои арсениди галлий истифода мешавад ва инчунин дар истеҳсоли пӯлод ва нимноқилҳо истифода мешавад.
Истифодаи дигари пешниҳодшуда барои нитриди алюминий ҳамчун сенсори кимиёвӣ барои газҳои заҳролуд иборат аст. Истифодаи нанотубаҳои AIN барои тавлиди нанотубаҳои квазиякченака барои истифода дар ин дастгоҳҳо мавзӯи таҳқиқот шудааст. Дар ду даҳсолаи охир диодҳои рӯшноӣ, ки дар спектри ултрабунафш кор мекунанд, низ таҳқиқ карда шуданд. Истифодаи қабати тунуки AIN дар датчикҳои мавҷи акустикии рӯизаминӣ арзёбӣ шудааст.
