Forno de crecemento de cristal de zafiro KY Kyropoulos Método para a produción de obleas e fiestras ópticas de zafiro

Descrición curta:

Este equipo de crecemento de cristais de zafiro emprega o método Kyropoulos (KY), líder internacional, deseñado especificamente para o crecemento de monocristais de zafiro de gran diámetro e baixos defectos. O método KY permite un control preciso da tracción do cristal semente, a velocidade de rotación e os gradientes de temperatura, o que permite o crecemento de cristais de zafiro de ata 12 polgadas (300 mm) de diámetro a altas temperaturas (2000–2200 °C). Os sistemas do método KY de XKH úsanse amplamente na produción industrial de obleas e fiestras ópticas de zafiro de plano C/A de 2 a 12 polgadas, alcanzando unha produción mensual de 20 unidades. O equipo admite procesos de dopado (por exemplo, dopado con Cr³⁰ para a síntese de rubí) e ofrece calidade cristalina con:

Densidade de dislocacións <100/cm²

Transmitancia >85 % a 400–5500 nm

Envíanos un correo electrónico

Características

Principio de funcionamento

O principio básico do método KY consiste en fundir materias primas de Al₂O₃ de alta pureza nun crisol de tungsteno/molibdeno a 2050 °C. Báixase un cristal semente na masa fundida, seguido dunha retirada controlada (0,5–10 mm/h) e rotación (0,5–20 rpm) para lograr un crecemento direccional de monocristais de α-Al₂O₃. As características principais inclúen:

• Cristais de grandes dimensións (máx. Φ400 mm × 500 mm)
• Zafiro de baixa tensión de grao óptico (distorsión da fronte de onda <λ/8 a 633 nm)
• Cristais dopados (por exemplo, dopado de Ti³⁰ para o zafiro estrelado)

Compoñentes principais do sistema

1. Sistema de fusión a alta temperatura
• Crisol composto de volframio-molibdeno (temperatura máxima 2300 °C)
• Quentador de grafito multizona (control de temperatura de ±0,5 °C)

2. Sistema de crecemento de cristales
• Mecanismo de tracción servoaccionado (precisión de ±0,01 mm)
• Selo rotatorio de fluído magnético (regulación de velocidade continua de 0 a 30 rpm)

3. Control do campo térmico
• Control de temperatura independente de 5 zonas (1800–2200 °C)
• Protección térmica axustable (gradiente de ±2 °C/cm)
• Sistema de baleiro e atmosfera
• 10⁻⁴ Pa de alto baleiro
• Control de gases mesturados Ar/N₂/H₂

4. Monitorización intelixente
• Monitorización do diámetro do cristal en tempo real por CCD
• Detección multiespectral do nivel de fusión

Comparación de métodos KY vs. CZ

Parámetro	Método KY	Método CZ
Tamaño máximo do cristal	Φ400 mm	Φ200 mm
taxa de crecemento	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Densidade de defectos	<100/cm²	500–1000/cm²
Consumo de enerxía	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Aplicacións típicas	Fiestras ópticas/obleas grandes	Substratos/xoias LED

Aplicacións clave

1. Fiestras optoelectrónicas
• Cúpulas IR militares (transmitancia >85 % a 3–5 μm)
• Ventás láser UV (soportan unha densidade de potencia de 200 W/cm²)

2. Substratos semicondutores
• Obleas epitaxiais de GaN (2–8 polgadas, TTV <10 μm)
• Substratos SOI (rugosidade superficial <0,2 nm)

3. Electrónica de consumo
• Cristal protector da cámara do teléfono intelixente (dureza Mohs 9)
• Pantallas de reloxo intelixente (mellora de 10 veces a resistencia aos arañazos)

4. Materiais especializados
• Óptica IR de alta pureza (coeficiente de absorción <10⁻³ cm⁻¹)
• Ventás de observación de reactores nucleares (tolerancia á radiación: 10¹⁶ n/cm²)

Vantaxes do equipo de crecemento de cristais de zafiro de Kyropoulos (KY)

O equipo de crecemento de cristal de zafiro baseado no método Kyropoulos (KY) ofrece vantaxes técnicas sen igual, o que o posiciona como unha solución de vangarda para a produción a escala industrial. Entre os principais beneficios inclúense:

1. Capacidade de gran diámetro: Capaz de cultivar cristais de zafiro de ata 12 polgadas (300 mm) de diámetro, o que permite a produción de alto rendemento de obleas e compoñentes ópticos para aplicacións avanzadas como a epitaxia de GaN e as fiestras de grao militar.

2. Densidade de defectos ultrabaixa: consegue densidades de dislocacións <100/cm² mediante un deseño optimizado do campo térmico e un control preciso do gradiente de temperatura, o que garante unha integridade cristalina superior para os dispositivos optoelectrónicos.

3. Rendemento óptico de alta calidade: Ofrece unha transmitancia superior ao 85 % nos espectros visibles e infravermellos (400–5500 nm), fundamental para as fiestras láser UV e a óptica infravermella.

4. Automatización avanzada: Inclúe mecanismos de tracción servoaccionados (precisión de ±0,01 mm) e selos rotatorios de fluído magnético (control continuo de 0 a 30 rpm), o que minimiza a intervención humana e mellora a consistencia.

5. Opcións de dopado flexibles: Admite a personalización con dopantes como Cr³⁰ (para rubí) e Ti³⁰ (para zafiro estrelado), atendendo a mercados nicho en optoelectrónica e xoiería.

6. Eficiencia enerxética: O illamento térmico optimizado (crisol de volframio-molibdeno) reduce o consumo de enerxía a 80–120 kWh/kg, o que o fai competitivo cos métodos de crecemento alternativos.

7. Produción escalable: Consigue unha produción mensual de máis de 5000 obleas con tempos de ciclo rápidos (de 8 a 10 días para cristais de 30 a 40 kg), validados por máis de 200 instalacións globais.

8. Durabilidade de grao militar: Incorpora deseños resistentes á radiación e materiais resistentes á calor (que soportan 10¹⁶ n/cm²), esenciais para aplicacións aeroespaciais e nucleares.
Estas innovacións consolidan o método KY como o estándar de ouro para a produción de cristais de zafiro de alto rendemento, impulsando avances nas comunicacións 5G, a computación cuántica e as tecnoloxías de defensa.

Servizos XKH

XKH ofrece solucións integrais chave en man para sistemas de crecemento de cristal de zafiro, que abarcan a instalación, a optimización de procesos e a formación do persoal para garantir unha integración operativa sen fisuras. Ofrecemos receitas de crecemento prevalidadas (máis de 50) adaptadas a diversas necesidades industriais, o que reduce significativamente o tempo de I+D dos clientes. Para aplicacións especializadas, os servizos de desenvolvemento personalizado permiten a personalización da cavidade (Φ200–400 mm) e sistemas de dopaxe avanzados (Cr/Ti/Ni), o que permite compoñentes ópticos de alto rendemento e materiais resistentes á radiación.

Os servizos de valor engadido inclúen o procesamento posterior ao crecemento, como o corte, a moenda e o pulido, complementados por unha gama completa de produtos de zafiro, como obleas, tubos e pezas en bruto de pedras preciosas. Estas ofertas abarcan sectores que van dende a electrónica de consumo ata a aeroespacial. O noso soporte técnico garante unha garantía de 24 meses e diagnósticos remotos en tempo real, o que garante un tempo de inactividade mínimo e unha eficiencia de produción sostida.