អ្នកទិញអាលុយមីញ៉ូមបរិសុទ្ធខ្ពស់ធំជាងគេ៖ តើអ្នកដឹងអំពីត្បូងកណ្តៀងប៉ុន្មាន?

គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងត្រូវបានដាំដុះចេញពីម្សៅអាលុយមីណាដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ជាមួយនឹងភាពបរិសុទ្ធ >99.995% ដែលធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាតំបន់ដែលមានតម្រូវការច្រើនបំផុតសម្រាប់អាលុយមីណាដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ ពួកវាបង្ហាញពីកម្លាំងខ្ពស់ ភាពរឹងខ្ពស់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីដែលមានស្ថេរភាព ដែលអាចឱ្យពួកវាដំណើរការក្នុងបរិស្ថានដ៏អាក្រក់ដូចជាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការច្រេះ និងផលប៉ះពាល់។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យការពារជាតិ បច្ចេកវិទ្យាស៊ីវិល មីក្រូអេឡិចត្រូនិច និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។

ពីម្សៅអាលុយមីណាដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់រហូតដល់គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង

១កម្មវិធីសំខាន់ៗនៃត្បូងកណ្តៀង 

នៅក្នុងវិស័យការពារជាតិ គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់បង្អួចអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដមីស៊ីល។ សង្គ្រាមសម័យទំនើបទាមទារភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៅក្នុងមីស៊ីល ហើយបង្អួចអុបទិកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដគឺជាសមាសធាតុសំខាន់ដើម្បីសម្រេចបាននូវតម្រូវការនេះ។ ដោយពិចារណាថាមីស៊ីលជួបប្រទះនឹងកំដៅឌីណាមិកខ្យល់ខ្លាំង និងផលប៉ះពាល់ក្នុងអំឡុងពេលហោះហើរល្បឿនលឿន រួមជាមួយនឹងបរិយាកាសប្រយុទ្ធដ៏អាក្រក់ រ៉ាដូមត្រូវតែមានកម្លាំងខ្ពស់ ភាពធន់នឹងផលប៉ះពាល់ និងសមត្ថភាពក្នុងការទប់ទល់នឹងសំណឹកពីខ្សាច់ ភ្លៀង និងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុធ្ងន់ធ្ងរផ្សេងទៀត។ គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង ជាមួយនឹងការបញ្ជូនពន្លឺដ៏ល្អឥតខ្ចោះ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចខ្ពស់ និងលក្ខណៈគីមីដែលមានស្ថេរភាព បានក្លាយជាសម្ភារៈដ៏ល្អសម្រាប់បង្អួចអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដមីស៊ីល។

ស្រទាប់ខាងក្រោម LED តំណាងឱ្យការអនុវត្តធំបំផុតនៃកញ្ចក់ sapphire។ ភ្លើងបំភ្លឺ LED ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបដិវត្តន៍ទីបីបន្ទាប់ពីចង្កៀង fluorescent និងចង្កៀងសន្សំសំចៃថាមពល។ គោលការណ៍នៃ LEDs ពាក់ព័ន្ធនឹងការបំប្លែងថាមពលអគ្គិសនីទៅជាថាមពលពន្លឺ។ នៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់ semiconductor រន្ធ និងអេឡិចត្រុងបញ្ចូលគ្នា បញ្ចេញថាមពលលើសក្នុងទម្រង់ជាពន្លឺ ដែលទីបំផុតបង្កើតពន្លឺ។ បច្ចេកវិទ្យាបន្ទះឈីប LED គឺផ្អែកលើបន្ទះ epitaxial ដែលសម្ភារៈឧស្ម័នត្រូវបានដាក់ជាស្រទាប់ៗលើស្រទាប់ខាងក្រោម។ សម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមសំខាន់ៗរួមមាន ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាប៊ីត និងស្រទាប់ខាងក្រោម sapphire។ ក្នុងចំណោមទាំងនេះ ស្រទាប់ខាងក្រោម sapphire ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់លើពីរផ្សេងទៀត រួមទាំងស្ថេរភាពឧបករណ៍ បច្ចេកវិទ្យារៀបចំចាស់ទុំ ការមិនស្រូបយកពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ការបញ្ជូនពន្លឺល្អ និងតម្លៃមធ្យម។ ទិន្នន័យបង្ហាញថា 80% នៃក្រុមហ៊ុន LED ទូទាំងពិភពលោកប្រើប្រាស់កញ្ចក់ sapphire ជាសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមរបស់ពួកគេ។

បន្ថែមពីលើកម្មវិធីដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងក៏ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់នៅក្នុងអេក្រង់ទូរស័ព្ទចល័ត ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ ការតុបតែងគ្រឿងអលង្ការ និងជាសម្ភារៈបង្អួចសម្រាប់ឧបករណ៍រកឃើញវិទ្យាសាស្ត្រផ្សេងៗដូចជាកែវភ្នែក និងព្រីសជាដើម។

២. ទំហំទីផ្សារ និងទស្សនវិស័យ

ដោយសារការគាំទ្រគោលនយោបាយ និងសេណារីយ៉ូការអនុវត្តបន្ទះឈីប LED ដែលកំពុងពង្រីកខ្លួន តម្រូវការសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ត្បូងកណ្តៀង និងទំហំទីផ្សាររបស់វាត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងសម្រេចបានកំណើនពីរខ្ទង់។ នៅឆ្នាំ 2025 បរិមាណដឹកជញ្ជូនស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ត្បូងកណ្តៀងត្រូវបានគេព្យាករថានឹងឈានដល់ 103 លានបំណែក (បំលែងទៅជាស្រទាប់ខាងក្រោមទំហំ 4 អ៊ីញ) ដែលតំណាងឱ្យការកើនឡើង 63% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឆ្នាំ 2021 ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំសរុប (CAGR) ចំនួន 13% ពីឆ្នាំ 2021 ដល់ឆ្នាំ 2025។ ទំហំទីផ្សារនៃស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ត្បូងកណ្តៀងត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងឈានដល់ 8 ពាន់លានយ៉េននៅឆ្នាំ 2025 ដែលជាការកើនឡើង 108% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឆ្នាំ 2021 ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំសរុប (CAGR) ចំនួន 20% ពីឆ្នាំ 2021 ដល់ឆ្នាំ 2025។ ក្នុងនាមជា "បុព្វបទ" នៃស្រទាប់ខាងក្រោម ទំហំទីផ្សារ និងនិន្នាការកំណើននៃគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងគឺជាក់ស្តែង។

៣. ការរៀបចំគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង

ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1891 នៅពេលដែលអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិបារាំង Verneuil A. បានបង្កើតវិធីសាស្ត្រលាយអណ្តាតភ្លើង ដើម្បីផលិតគ្រីស្តាល់ត្បូងសិប្បនិម្មិតជាលើកដំបូង ការសិក្សាអំពីការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងសិប្បនិម្មិតបានលាតសន្ធឹងជាងមួយសតវត្សមកហើយ។ ក្នុងអំឡុងពេលនេះ ការរីកចម្រើនផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាបានជំរុញការស្រាវជ្រាវយ៉ាងទូលំទូលាយទៅលើបច្ចេកទេសលូតលាស់ត្បូងកណ្តៀង ដើម្បីបំពេញតម្រូវការឧស្សាហកម្មសម្រាប់គុណភាពគ្រីស្តាល់ខ្ពស់ជាងមុន អត្រាប្រើប្រាស់ប្រសើរឡើង និងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្ម។ វិធីសាស្រ្ត និងបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗជាច្រើនបានលេចចេញឡើងសម្រាប់ការដាំដុះគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង ដូចជាវិធីសាស្រ្ត Czochralski វិធីសាស្រ្ត Kyropoulos វិធីសាស្រ្តលូតលាស់ដែលបញ្ចូលខ្សែភាពយន្ត (EFG) និងវិធីសាស្រ្តផ្លាស់ប្តូរកំដៅ (HEM)។

៣.១ វិធីសាស្ត្រ Czochralski សម្រាប់ដាំគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង
វិធីសាស្ត្រ Czochralski ដែលបង្កើតឡើងដោយ Czochralski J. ក្នុងឆ្នាំ 1918 ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាបច្ចេកទេស Czochralski (ហៅកាត់ថាវិធីសាស្ត្រ Cz)។ នៅឆ្នាំ 1964 Poladino AE និង Rotter BD បានអនុវត្តវិធីសាស្ត្រនេះជាលើកដំបូងដើម្បីដាំគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង។ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន វាបានផលិតគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងដែលមានគុណភាពខ្ពស់។ គោលការណ៍នេះពាក់ព័ន្ធនឹងការរលាយវត្ថុធាតុដើមដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុរលាយ បន្ទាប់មកជ្រលក់គ្រាប់គ្រីស្តាល់តែមួយចូលទៅក្នុងផ្ទៃរលាយ។ ដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពនៅចំណុចប្រសព្វរឹង-រាវ ការត្រជាក់ខ្លាំងកើតឡើង ដែលធ្វើឱ្យសារធាតុរលាយរឹងនៅលើផ្ទៃគ្រាប់ពូជ ហើយចាប់ផ្តើមដាំគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដូចគ្នានឹងគ្រាប់ពូជ។ គ្រាប់ពូជត្រូវបានទាញឡើងលើយឺតៗ ខណៈពេលកំពុងបង្វិលក្នុងល្បឿនជាក់លាក់មួយ។ នៅពេលដែលគ្រាប់ពូជត្រូវបានទាញ សារធាតុរលាយរឹងបន្តិចម្តងៗនៅចំណុចប្រសព្វ បង្កើតជាគ្រីស្តាល់តែមួយ។ វិធីសាស្ត្រនេះ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការទាញគ្រីស្តាល់ចេញពីសារធាតុរលាយ គឺជាបច្ចេកទេសទូទៅមួយសម្រាប់រៀបចំគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

គុណសម្បត្តិនៃវិធីសាស្ត្រ Czochralski រួមមាន៖ (1) អត្រាកំណើនលឿន ដែលអាចឱ្យផលិតគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់ក្នុងរយៈពេលខ្លី។ (2) គ្រីស្តាល់ដុះនៅលើផ្ទៃរលាយដោយមិនប៉ះនឹងជញ្ជាំង cucible ដែលកាត់បន្ថយភាពតានតឹងខាងក្នុងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពគ្រីស្តាល់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គុណវិបត្តិចម្បងនៃវិធីសាស្ត្រនេះគឺការលំបាកក្នុងការដាំដុះគ្រីស្តាល់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំ ដែលធ្វើឱ្យវាមិនសូវស័ក្តិសមសម្រាប់ផលិតគ្រីស្តាល់ទំហំធំ។

៣.២ វិធីសាស្ត្រ Kyropoulos សម្រាប់ដាំគ្រីស្តាល់ Sapphire

វិធីសាស្ត្រ Kyropoulos ដែលបង្កើតឡើងដោយ Kyropoulos ក្នុងឆ្នាំ 1926 (ហៅកាត់ថា វិធីសាស្ត្រ KY) មានភាពស្រដៀងគ្នានឹងវិធីសាស្ត្រ Czochralski។ វាពាក់ព័ន្ធនឹងការជ្រលក់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជចូលទៅក្នុងផ្ទៃរលាយ ហើយទាញវាឡើងលើយឺតៗដើម្បីបង្កើតជាកញ្ចឹងក។ នៅពេលដែលអត្រារឹងនៅចំណុចប្រសព្វរលាយ-គ្រាប់ពូជមានស្ថេរភាព គ្រាប់ពូជលែងត្រូវបានទាញ ឬបង្វិលទៀតហើយ។ ផ្ទុយទៅវិញ អត្រាត្រជាក់ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យគ្រីស្តាល់តែមួយរឹងបន្តិចម្តងៗពីកំពូលចុះក្រោម ដែលនៅទីបំផុតបង្កើតជាគ្រីស្តាល់តែមួយ។

ដំណើរការ Kyropoulos ផលិតគ្រីស្តាល់ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ដង់ស៊ីតេពិការភាពទាប ទំហំធំ និងសន្សំសំចៃថ្លៃដើម។

៣.៣ វិធីសាស្ត្រ​លូតលាស់​ដោយ​ប្រើ​ស្រទាប់​ការពារ ...
វិធីសាស្ត្រ EFG គឺជាបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់គ្រីស្តាល់រាង។ គោលការណ៍របស់វាពាក់ព័ន្ធនឹងការដាក់សារធាតុរលាយដែលមានចំណុចរលាយខ្ពស់ចូលទៅក្នុងផ្សិត។ សារធាតុរលាយត្រូវបានទាញទៅផ្នែកខាងលើនៃផ្សិតតាមរយៈសកម្មភាពសរសៃឈាមតូចៗ ជាកន្លែងដែលវាប៉ះនឹងគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ។ នៅពេលដែលគ្រាប់ពូជត្រូវបានទាញ ហើយសារធាតុរលាយរឹង គ្រីស្តាល់តែមួយនឹងបង្កើតឡើង។ ទំហំ និងរូបរាងរបស់គែមផ្សិតរឹតត្បិតវិមាត្រគ្រីស្តាល់។ ជាលទ្ធផល វិធីសាស្ត្រនេះមានដែនកំណត់ជាក់លាក់ ហើយវាស័ក្តិសមជាចម្បងសម្រាប់គ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងរាងដូចជាបំពង់ និងទម្រង់រាងអក្សរ U។

៣.៤ វិធីសាស្ត្រផ្លាស់ប្តូរកំដៅ (HEM) សម្រាប់ដាំគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង
វិធីសាស្ត្រផ្លាស់ប្តូរកំដៅសម្រាប់រៀបចំគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងទំហំធំត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Fred Schmid និង Dennis ក្នុងឆ្នាំ 1967។ ប្រព័ន្ធ HEM មានលក្ខណៈពិសេសនៃអ៊ីសូឡង់កម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ការគ្រប់គ្រងឯករាជ្យនៃជម្រាលសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងរលាយ និងគ្រីស្តាល់ និងសមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបានល្អ។ វាផលិតគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀងបានយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយនឹងការផ្លាស់ទីលំនៅទាប និងទំហំធំ។

គុណសម្បត្តិនៃវិធីសាស្ត្រ HEM រួមមានអវត្តមាននៃចលនានៅក្នុងឡដុត គ្រីស្តាល់ និងឧបករណ៍កម្តៅអំឡុងពេលលូតលាស់ ដែលលុបបំបាត់សកម្មភាពទាញដូចជាវិធីសាស្ត្រ Kyropoulos និង Czochralski។ វាកាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែករបស់មនុស្ស និងជៀសវាងពិការភាពគ្រីស្តាល់ដែលបណ្តាលមកពីចលនាមេកានិច។ លើសពីនេះ អត្រាត្រជាក់អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដើម្បីកាត់បន្ថយភាពតានតឹងកម្ដៅ និងពិការភាពនៃការប្រេះ និងផ្លាស់ទីលំនៅគ្រីស្តាល់ដែលបណ្តាលឱ្យមាន។ វិធីសាស្ត្រនេះអាចឱ្យគ្រីស្តាល់ទំហំធំលូតលាស់ ងាយស្រួលប្រតិបត្តិការ និងមានទស្សនវិស័យអភិវឌ្ឍន៍ដ៏ជោគជ័យ។

ដោយប្រើប្រាស់ជំនាញជ្រៅជ្រះក្នុងការដាំដុះគ្រីស្តាល់ត្បូងកណ្តៀង និងដំណើរការដ៏ជាក់លាក់ XKH ផ្តល់ជូននូវដំណោះស្រាយបន្ទះត្បូងកណ្តៀងតាមតម្រូវការគ្រប់ជ្រុងជ្រោយ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កម្មវិធីការពារជាតិ LED និងអុបតូអេឡិចត្រូនិច។ បន្ថែមពីលើត្បូងកណ្តៀង យើងផ្គត់ផ្គង់សម្ភារៈពាក់កណ្តាលចរន្តដែលមានដំណើរការខ្ពស់ជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំងបន្ទះស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) បន្ទះស៊ីលីកុន សមាសធាតុសេរ៉ាមិច SiC និងផលិតផលរ៉ែថ្មខៀវ។ យើងធានានូវគុណភាព ភាពជឿជាក់ និងការគាំទ្របច្ចេកទេសដ៏ល្អឥតខ្ចោះលើសម្ភារៈទាំងអស់ ដោយជួយអតិថិជនសម្រេចបាននូវដំណើរការដ៏លេចធ្លោនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម និងការស្រាវជ្រាវកម្រិតខ្ពស់។