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Shanghai Yichi Optoelectronic Technology Co., Ltd
다음은 몇 가지 주류의 테헤르츠 결정 제조 기술이다
날짜:2025-08-18읽기 :0
테라헤르츠 결정의 제조 공정은 통신, 이미징, 스펙트럼 분석 등 응용 분야와 재료 유형(반도체, 비선형 광학 결정, 철전기 등)에 따라 차이가 있다.
다음은 몇 가지 주요 테라헤르츠 결정 제조 기술과 그 핵심 단계입니다.
1. 성장법(대형 단결정에 적용)
1. 티라파(Czochralski Method)
원리: 온도 경도를 정확하게 제어하여 용융 상태의 액상에서 천천히 씨앗 결정을 추출하여 고품질 단결정을 성장시킨다.
적용 소재: GaP, GaAs, InP 등 Ⅲ-Ⅴ족 반도체;일부 산화물 결정 (예: 사파이어) 에도 사용할 수 있습니다.
프로세스 요점:
무선 주파수 감지 가열 또는 저항 가열로 도가니 내 원료 용해를 유지한다.
회전씨 결정대는 균일한 전질로 추출 속도는 보통 0.1~2mm/h이다.
타성기체보호는 산화오염을 방지한다.
후처리에는 열을 내리고 응력을 제거하는 것이 포함된다.
장점: 큰 직경, 낮은 결함 밀도의 단결정이 성장할 수 있어 대량 생산에 적합하다.
도전: 성분 편석 위험이 높으며 불순물 농도 (<1ppm) 를 엄격히 통제해야합니다.
브리지맨 법(Bridgman Technique)
특징: 수직 또는 수평 정방향 응고 용해체, 온도 경도를 이용하여 결정의 정방향 성장을 실현한다.
개선 버전: 이중 영역 용융법은 불순물 도입을 감소시킵니다.자장을 가설하여 대류를 억제하여 균일성을 높이다.
설비 요구: 고정밀 온도 제어 시스템 (± 0.1 ℃), 진공 밀봉 용광로.
3. 구융법(Floating Zone, FZ)
독*성: 도가니 접촉이 없으며 고주파 코일을 통해 국부적으로 원료를 녹이고 용융구역을 이동하여 정제하고 결정한다.
적용 대상: 순도 높은 실리콘 단결정 (THz 탐지기 기판에 사용), 일부 용해하기 어려운 금속 간 화합물.
장점: 용기에 불순물을 도입하지 않아 초고순도 재료를 제조하기에 적합하다.그러나 복잡하고 에너지 소비량이 높습니다.
2. 테라헤르츠결정 물리기상침적(PVD) 시리즈
분자 빔 외연(Molecular Beam Epitaxy, MBE)
핵심 메커니즘: 초고진공 환경에서 원소원은 원자급 속류로 안감 표면에 퇴적하여 박막을 형성한다.
일반 매개 변수: 기본 온도 300 – 600 ℃, 성장 속도 0.1 – 1 nm/s;반사 고에너지 전자연사기 (RHEED) 의 제자리 모니터링을 갖추고 있다.
대표 재료: GaAs/AlGaAs 양자 함정 구조, 그래핀-육방 질화 붕소 이질결합.
장점: 원자층 정밀도 제어 혼합 농도와 인터페이스 특성은 초전도 THz 부품을 설계하는 데 유리하다.
한계: 비용이 많이 들고 생산량이 낮아 실험실 규모 연구개발에만 적합하다.
펄스 레이저 퇴적(Pulsed Laser Deposition, PLD)
절차 약술: 초점 펄스 레이저 폭격 표적재는 플라스마 깃털을 생성하고 기재에 응축되어 막을 형성한다.
공정 최적화점: 레이저 에너지 밀도, 배경 가스 압력 조절 (산소 분압 조절 전도성);다중 표적 교체 퇴적을 사용하여 다층 복합 구조를 실현하다.
주의사항: 입자가 튀는 오염을 방지해야 하며 스캐닝식 레이저 반점으로 균일성을 확대할 수 있다.
자기 제어 사출(Magnetron Sputtering)
작업 메커니즘: 아르곤 이온이 표적재를 폭격하여 그 원자를 빠져나와 저온 라이닝에 퇴적시킨다.
뛰어난 장점: 저온 공정은 플렉시블 베이스 (PET/PI) 와 호환되며 넓은 면적의 균일한 도금에 적합합니다.
변성 전략: 반응 사출은 질소를 도입하여 질화물 세라믹 코팅을 형성한다;공사출은 화학 계량비를 조정한다.
흔히 볼 수 있는 문제 및 해결: 기둥 모양의 결정 입자 구조로 인해 공극률이 높음→편압을 증가시켜 이온 폭격의 치밀화를 강화한다.
3. 테헤르츠 결정 화학 용액 노선
1. 수열/용제 열합성법
반응조건: 고압솥내를 밀페하고 온도가 150~250 ℃ 이며 자생압력하수용액은 수정체가 핵으로 성장하도록 촉진한다.
특색 응용: ZnO 나노선 배열, 티타늄산염 나노관;표면활성제를 첨가하여 모양을 조절할 수 있다.
장점: 장비가 단순하고 비용이 저렴하며 나노 레벨 이형 구조로 THz 응답을 향상시키기 쉽습니다.
병목 현상 돌파: 마이크로파 보조 가열을 개발하여 반응 시간을 몇 시간 내로 단축하여 완성한다.
2. 용접-응고법(Sol-Gel Process)
단계 개요: 금속 알코올 염수 분해 축합 형성 습겔→건조 경화→열처리 유기물 잔류 제거.
핵심 제어 요소: pH 값은 콜로이드의 안정성을 조절합니다.집게집게 선택은 네트워크 구조에 영향을 미칩니다.소결 제도는 치밀도를 결정한다.
한계: 수축률이 크고 갈라지기 쉬우므로 조공제를 첨가하여 미시구조를 개선해야 한다.
