제 1 저자 소개: 손광년, 중보협 인공제품전문위원회 제 1 회, 제 2 회 위원, 제 3 회 부주석, 저장거화그룹 수정재료공장 공장장.

I. 소개

재료과학은 현대문명의 세 가지 기둥 (에너지, 정보, 재료) 중 하나이며 인류문명의 물질적 기초이다. 결정체 성장은 재료과학의 범주에 속하며, 그 발전의 최전선이다. 일부 첨단 과학 기술의 발전은 결정체 재료와 밀접한 관련이 있는 것으로 드러났다. 미사일, 드론, 잠수함, 인공위성, 우주선의 창구 재료와 같은 군사 산업의 발전에는 고품질의 결정체 성장 재료가 필요하다. 이 물자의 질은 기술의 수준을 결정 하 고, 물자에 있는 돌파구가 있는 경우에만 관련 기술에 있는 돌파구를 만들 것 이라는 점을 희망 한다. 양질의 무색 사파이어는 그 특수한 우수한 성능으로 널리 사용되고 있다. 사파이어 단결정은 독특하고 우수한 물리 화학적 성능을 가지고 있으며, 특히 0.2 ~ 5.0 미크론 대역에서는 투과율이 우수하여 적외선 군사 장비, 위성 및 우주 기술에 광범위하게 적용될 수 있습니다. 사파이어 결정체는 매체 절연과 유전 상수가 일정하기 때문에 가장 널리 사용되는 라이닝 재료 중 하나가 되었다. 이를 위해 세계 각국은 연구와 생산을 위해 최선을 다하고 있다. 저장거화그룹의 결정체 재료 공장은 다년간의 노력을 거쳐 용융 거품생법과 용융 당김법 융합 기술을 채택하여 고품질의 무색 사파이어를 생산했다. 제품 직경 220mm 이상, 무게 28kg 이상. 군공 분야의 창구 소재일 뿐만 아니라 베이스보드 소재와 LED 에너지 절약 친환경 산업으로도 잠재력과 발전 전망이 무한하다.

고품질 사파이어 결정 성장 기술 소개

사파이어는 일종의 강옥보석이다. 루비를 제외한 다른 강옥보석은 모두 사파이어라고 합니다. 무색 사파이어는 사파이어의 일종으로, 화학성분은 삼산화 알루미늄 (Al2O3) 으로 삼방정계를 가지고 있다. 광택 후 표면에는 밝은 유리 광택에서 다이아 광택까지, 일축 결정체에는 음수 광택이 있습니다. 굴절 인덱스 1.762 ~ 1.770, 복굴절 0.008 ~ 0.0 10, 모스 경도 9.

사파이어의 합성 방법은 주로 화염 용해법, 용제법, 용해법이 있으며, 용해법에는 여러 가지 방법이 포함되어 있다. 그러나 화염 용해법과 용제법 모두 고품질의 사파이어 결정체를 성장시킬 수 없다. 그 이유는 다음과 같습니다. 화염 용융법으로 자란 사파이어 결정체 상감 구조가 많고 품질이 좋지 않습니다. 용제법으로 자란 보석 결정체도 비교적 작고 용제 양이온이 함유되어 있어 품질이 좋지 않다. 용융법으로 자란 보석 결정체만이 순도가 높고, 무결성이 좋고, 단결정이 큰 특징을 가지고 있어야 현대 첨단 기술과 국방공업이 절실히 필요로 하는 양질의 보석 결정체가 될 수 있다. 용융법 성장 보석의 원리는 보석을 구성하는 원료를 고온에서 가열하여 녹인 다음, 제어된 조건에서 냉각을 통해 용융물을 냉각시켜 결정체가 자라는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 용융명언) 냉각의 제어 조건이 다르기 때문에 용융물에서 고품질의 보석 결정체를 자라는 방법은 약간 다르다. 현재 국제적으로 주로 네 가지 용융법이 고품질의 사파이어 결정체를 성장시키는 기술, 즉 1 당김법 용융 당김법이 있다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) (2) EFG (가장자리 제한 막 공급 성장) 용융 가이드 몰드법 ③HEM (열교환 기 방법) 용융 열교환 방법; ④ 거품 생법 거품 생법 용융. 다음은 위의 네 가지 용융 성장 보석 결정체 방법의 기술적 특징과 장단점을 간략하게 소개합니다.

1. 용융 결정법

용융 당김법 (용융 당김법이라고 함) 은 씨 결정체를 이용하여 용융물에서 성장 결정체를 당기는 방법이다. 이 방법은 단시간에 내생적으로 자라서 착오가 없는 고품질 단결정을 만들 수 있다. 초창기에는 J.Czochalski 가 19 17 년에 발명되었기 때문에 직라파 (Cz 직라파) 라고도 하는 것이 용융물에서 결정체를 성장시키는 가장 일반적인 방법 중 하나이다. 그 주요 기술적 특징은 모든 직선라파에서 자란 결정체가 같은 기초를 가지고 있다는 점이다. 다음과 같이 간략하게 설명한다. 보석 성분의 원료를 도가니에 넣고 원료 융점 이상으로 가열하면 이 때 도가니의 원료가 용융물로 녹는다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 도가니 위에는 회전할 수 있는 레버가 있고, 레버 하단에는 카드 판이 있고, 카드판에는 씨정이 들어 있다. 레버를 낮춰 용융물에 씨앗 결정체를 삽입하고 온도를 조절하여 씨 결정체가 녹거나 자라지 않도록 한 다음 천천히 씨앗 결정봉을 잡아당겨 회전시킵니다. 동시에 가열 동력을 천천히 낮추고 목 축소, 어깨 확장, 등각 성장, 마무리의 전체 성장 과정을 통해 필요한 지름의 결정체를 얻습니다. 전체 성장 장치는 밀폐된 클램프에 배치되어 성장 환경에 필요한 분위기와 압력을 가합니다. 외부 덮개의 창문을 통해 성장 상황을 관찰할 수 있다. 성장 원리는 그림 1 과 같습니다. 이 방법의 주요 장점은 ① 성장 과정에서 결정체의 성장을 쉽게 관찰할 수 있다는 것이다. (2) 결정체는 용융 표면에서 자라며, 플루토늄과 접촉하지 않고, 결정체 응력을 현저하게 낮춰 벽형 핵을 방지한다. ③ 방향성 종자 결정 및 수축 공정을 쉽게 사용할 수 있습니다. 목 수축 후 씨결정의 전위를 크게 줄여 어깨 확장 후 자란 결정체의 전위 밀도를 낮추고 고도의 무결성을 갖춘 결정체를 얻을 수 있다. 이 방법의 주요 단점은 결정체가 비교적 작아서 최대 지름이 KLOC-0/인치 = 25.4mm 에 이를 수 있다는 것이다.

현대 첨단 기술과 국방공업의 대형 결정체에 대한 요구를 충족시킬 수 없다. 다른 세 가지 방법은 대형 결정체 성장 방면에서 티라법보다 뛰어나다.

1970 년대 레이저 재료 연구의 필요성으로 우리나라는 용융물당법 인공이트륨 알루미늄 가닛 (YAG) 과 인공갈륨 가닛 (GGG) 결정체 성장 기술을 개발하기 시작했다. 군사공업 발전의 필요성과 첨단 과학 연구 응용의 필요성으로 인해 용융물당법 보석 결정체 성장 기술이 한층 더 발전하고 보완되면서, 합성 무색 블루와 같은 실용적인 보석 결정체 (그림 2 와 그림 3) 를 성공적으로 성장시킬 수 있게 되었다.

그림 1 용융 당김 결정 성장 다이어그램

그림 2 용융 당김 방법으로 자란 사파이어 결정

그림 3 용융 당김 방법으로 자란 레이저 결정

2. 용융 유도 방법

용융 유도법은 결정체 모양을 제어하는 향상된 용융 인장 결정법입니다. 주요 기술적 특징은 용융점이 높은 불활성 금형을 용융점에 배치하고, 금형 윗면에 원하는 쉐이프의 "패턴" 을 가지며, 금형 아랫부분에 금형 맨 위를 통과하는 튜브가 있다는 것입니다. 용융물은 모세작용으로 인해 금형의 윗면으로 유인되어 씨정과 접촉한 후, 씨수정의 당김에 따라 용융액이 금형 표면보다 높을 때 자동으로 "패턴" 의 가장자리까지 팽창할 수 있으며, 후속 당김에서 금형 맨 위 모양의 결정체가 자란다. 그것의 주요 장점은 우리의 요구에 따라 다양한 모양의 결정체를 성장시킬 수 있다는 것이다. 산고반은 지름이 450mm ~ 500mm 인 사파이어 광학 칩을 이 기술로 성장시킬 수 있으며, 일본 경자 회사는 LED 베이스보드에 사용되는 C 면 칩을 향상된 기술로 성장시킬 수 있으며, 이 기술에 대한 특허를 가지고 있다. 그 원리는 그림 4 에 나와 있다. 이런 방법으로 결정체를 성장시키는 설비와 기술은 난이도가 커서 보급하기 어렵다.

그림 4 용융 유도 모드 결정 성장 다이어그램

그림 5 용융 열교환법으로 자란 350mm 사파이어 결정체.

용융 열 교환 방법

용융체 열교환법의 본질은 온도를 조절하여 용융물이 텅스텐에서 직접 응고되어 결정화되도록 하는 것이다. 주요 기술적 특징은 진공 흑연 저항로의 바닥에 텅스텐으로 만든 열 교환기를 설치하여 헬륨을 냉각시키는 온도 변화로입니다. 원료가 들어 있는 텅스텐은 열교환기의 맨 위에 배치되고, 열교환기의 중심은 서로 일치하며, 씨정은 밑부분의 중심에 배치됩니다. 텅스텐의 원료가 가열되어 녹을 때 헬륨가스가 열 교환기를 통해 냉각되어 씨 결정이 녹지 않도록 한다. 그런 다음 헬륨의 유량을 증가시켜 더 많은 용융 열량을 빼앗아 씨결정이 점점 커져 결국 전체 텅스텐의 용융물이 굳어진다. (윌리엄 셰익스피어, 헬륨, 헬륨, 헬륨, 헬륨, 헬륨, 헬륨, 헬륨) 이 방법의 주요 장점은 결정체가 자랄 때, 결정체, 결정체, 난방 지역이 움직이지 않아 기계 운동으로 인한 결정체 결함을 제거한다는 것이다. 동시에 냉각 속도를 제어하고 결정체의 열 응력과 그에 따른 결정체 균열, 전위 등의 결함을 줄이는 것이 고품질의 큰 결정체를 성장시키는 좋은 방법이다. 그러나이 방법은 높은 장비 조건, 복잡한 전체 프로세스, 높은 운영 비용 때문에 널리 사용되지 않았습니다. 이 공예는 수정 시스템의 특허 기술로 주로 미군에게 페어링을 제공한다. 현재 직경 350mm 의 사파이어 결정체가 자라고 있다 (그림 5).

4. 용융 버블 생법

용융 버블 생법은 1926 년에 발명되었다. 과학 연구원들의 수십 년간의 지속적인 개선과 개선을 통해 용융물 수정법이 지름 결정체를 확대할 수 없는 방법 중 하나이다. 결정체 성장 원리는 그림 6 에서 볼 수 있듯이, 성장할 결정체 원료를 고온에 넣고 가열하여 녹인 다음 난로 안의 온도장을 조절하여 용융점보다 약간 높은 용융점을 만드는 것이 주요 기술적 특징이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 결정명언) 씨정은 씨정봉 위에 놓아서 씨정이 용해된 액체 표면에 닿게 한다. 씨 결정 표면이 약간 녹으면 표면 온도를 융점으로 낮추고, 씨 결정봉을 잡아당기고 회전시켜 용융물의 윗부분을 차갑게 하고, 씨 결정에서 결정화한다. 끊임없이 당기는 과정에서 기둥 모양의 결정체가 자란다. 결정체는 성장 과정이나 성장이 끝날 때 플루토늄과 접촉하지 않고 결정체의 응력을 크게 낮추어 고품질의 대구경 결정체를 얻을 수 있다. 용융 결정법과 달리 어깨를 확장할 때 결정체 지름이 비교적 크며 지름이 거의 같다 (비교도 1 및 그림 6). 결정체는 텅스텐과 접촉하지 않는다. 이것들은 용융 버블 생법의 기술적 특징과 어려움이다. 절강성 거화그룹 유한회사의 결정체 재료 공장은 용융물 거품생법과 용융물 직선라파를 결합하여 이런 고품질 사파이어 성장 기술을 개발했는데, 주요 제품은 무색 고퀄리티의 사파이어 결정체입니다. 어떤 사람들은 이 방법을' 용융 생당김법' 이라고 부른다. 현재 직경 220mm 이상, 무게 28kg 이상의 양질의 무색 사파이어 결정체가 자라고 있으며, 제품은 그림 6 에 나와 있습니다.

용융 버블 생성 결정 성장 및 제품 다이어그램.

셋째, 용융 거품 생법은 고품질의 무색 사파이어 결정체의 공예를 성장시킨다.

1) 순수한 알파-Al2O3 원료를 도가니에 넣는다. 도가니 위에는 회전 리프트가 있는 레버가 있습니다. 막대 하단에는 씨결정 고정장치가 있고 방향성 무색 사파이어 씨앗 결정이 장착되어 있습니다 (참고: 무색 사파이어를 성장할 때는 무색 사파이어로 씨정을 만들고 착색제는 사용하지 않고 무색 사파이어 결정체는 유색 사파이어 결정체보다 더 유용하다).

2) 텅스텐을 2050 C 이상으로 가열하고 레버를 낮추어 용융물에 씨를 넣는다.

3) 용융액의 온도를 조절하여 액면 온도가 융점보다 약간 높아지게 하고 소량의 씨정을 녹여 깨끗한 씨결정 표면에서 자라기 시작할 수 있도록 한다.

4) 종자정과 용융물이 충분히 습윤된 후 액면 온도를 융점에 도달하여 천천히 씨정봉을 들어올려 회전시킵니다. 주조 속도와 회전 속도가 잘 제어될 때, 씨정은 점차 자랄 것이다.

5) 가열 동력을 꼼꼼히 조절하여 액면 온도가 융점과 같도록 하여 보석 결정체가 수축 목-어깨 확장-등각 성장-끝 전체 성장 과정을 실현한다.

전체 성장 장치는 하우징 안에 넣어 진공을 뽑은 후 불활성 기체를 충전하여 성장 환경에서 필요한 기체와 압력을 유지할 수 있다. 덮개 위의 창을 통해 결정체의 성장 상황을 관찰하여 언제든지 온도를 조절하여 결정체의 성장 과정을 정상적으로 할 수 있다. 이렇게 하면 큰 지름, 고품질의 무색 사파이어 결정체가 자랄 수 있다.

용융 버블 생법은 고품질 사파이어의 기술적 포인트를 성장시킨다.

사파이어는 입방정계에 속하며, 결정체 구조에는 주로 두 가지 슬립계 (바닥 슬립계 및 기둥 슬립계) 가 있다. 따라서 사파이어 단결정을 당기는 과정에서 온도 필드의 온도 구배와 결정 성장 방향의 합리적인 선택은 사파이어 단결정의 품질에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.

1. 합리적인 온도 그라데이션을 만드는 것이 고품질의 결정체를 성장시키는 첫 번째 조건이다.

열제도는 온도 증감의 결정 요인으로, 고퀄리티 결정체를 성장시키는 기본 조건이다. 결정체가 일정한 온도에서 자랄 때, 인터페이스 안정성 조건에 따라:

인조제품, 중국

하지만

인조제품, 중국

그래서 있습니다.

인조제품, 중국

따라서 인터페이스가 안정적으로 유지되는 최대 성장률은 다음과 같습니다

인조제품, 중국

형식 중: 및 는 각각 인터페이스 근처의 용융물과 결정체의 온도 그라데이션입니다. K 1 및 Ks 는 각각 용융물과 결정체의 열전도율입니다. L 은 결정화 잠열입니다. ρ 는 결정 밀도입니다.

공식 (3) 에서 알 수 있듯이 결정체의 최대 성장율은 결정체의 온도 그라데이션 크기에 따라 결정되며, 온도 그라데이션을 증가시켜야 결정체의 성장률을 높일 수 있다. 그러나 결정체 안의 온도 구배가 너무 크면 결정체의 열 응력이 증가하여 전위 밀도가 높아지고 심지어 결정체가 갈라질 수도 있다.

따라서 무색 사파이어 단결정의 열전도도 등의 성질에 따라 합리적인 온도 구배를 세우는 것이 완전한 단결정을 성장시키기 위한 전제조건이다.

결정 성장 방향의 선택은 매우 중요합니다.

무색 사파이어는 입방정계에 속하며, 주로 (000 1) 방향의 바닥 슬립 시스템과 방향을 따르는 원통형 슬립 시스템의 두 가지 슬립 시스템이 있습니다. 원자 밀도가 높은 결정체 방향을 따라 미끄러지는 것이 가장 쉽기 때문에 결정체 성장 인터페이스가 (000 1) 면과 각도가 크면 밑바닥 미끄러짐으로 인해 많은 결정계가 생기기 쉽다. 슬립이 심할 때 슬립 밴드가 생성되어 쌍둥이를 형성할 수 있습니다. 반대로 미끄러지기 쉽지 않고 결정계가 형성되기 쉽지 않다.

0 방향 (000 1) 을 따라 성장할 때 결정체 모양의 대칭 단면은 6 자일 수 있지만 결함은 광축 방향으로 증식하여 상감 구조를 형성하여 결정체 구조의 무결성을 손상시킬 수 있습니다.

적절한 결정체 성장 방향을 선택하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 우리는 여러 번의 실험에 근거하여 고품질의 무색 사파이어를 성장시키는 결정체 성장 방향을 찾았다. 우리는 확립 된 온도 구배에 따라 적절한 결정 성장 방향을 선택하는 것이 고품질의 무색 사파이어 단결정을 성장시키는 열쇠라고 믿습니다.

동사 (verb 의 약어) 용융 거품 생법은 고품질의 무색 사파이어의 응용을 성장시킨다.

용융 거품 생법으로 자란 양질의 사파이어는 일반적으로 국방공업, 군사기술, 첨단 기술 연구 분야에 사용되며, 그 변두리나 불합격 원료는 보석업에 사용할 수 있다. 용융거품 생법으로 자란 양질의 사파이어는 국방공업, 군사기술, 첨단 기술 연구 등 분야에 광범위하게 적용돼 무색 사파이어 결정체 자체의 뛰어난 성능에 의해 결정된다. 무색사파이어 단결정의 일부 성능 매개변수는 표 1 에 나와 있습니다.

표 1 무색 사파이어 단결정의 성질

1. 양질의 무색 사파이어 결정체가 라이닝에 사용된다.

양질의 무색 사파이어 결정체는 뛰어난 성능으로 인해 일부 라이닝 응용의 첫 번째 선택이 되었다. 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.

1) 파란색 LED LED 기재 (BLED' S)- 무색 사파이어 라이닝에서 III-V 족 및 II-VI 족 화합물 성장

2) 적외선 탐지기-무색 사파이어 결정체는 플루토늄 수은 결정체가 자라는 안감으로 사용할 수 있다.

3) 갈륨 비소 칩 기판 (GaAs);

4) 마이크로 웨이브 집적 회로 재료.

한편, 마이크로 일렉트로닉스 집적 회로의 응용에서 R 면-결정면의 무색 사파이어 라이닝은 이질적인 에피 택셜 실리콘이 선호됩니다. 무색 사파이어 단결정은 높고 안정적인 유전 상수로, 마이크로웨이브와 고속 집적 회로 및 압력 감지에 특히 적합합니다. 한편, 탈륨 등 혼합 초전도화합물은 무색 사파이어 단결정에서 외연생하여 고저항기를 만들 수 있으며, GaAs 를 성장시키거나 다른 재료의 전달체로 사용할 수도 있다.

또한 A 면-결정면 무색 사파이어 단결정 기판: 무색 사파이어 단결정은 안정적인 유전 상수와 높은 절연성을 갖추고 있어 고온 초전도 재질의 전달체로 사용할 수 있습니다.

또한 C-{000 1} 결정면의 무색 사파이어 단결정 기판 단면 또는 양면 마감은 Blu-ray LED 와 같은 III-V 및 II-VI 계열 화합물의 외연 성장에 널리 사용됩니다. GaN 라이닝 (백색 LED 는 Blu-ray LED 를 기반으로 형광체 효과로 만들어짐) 둘째, 적외선 탐사용 수은 플루토늄 화합물을 만드는 전달체로도 쓰인다.

발광 다이오드 분야에서 고품질 무색 사파이어의 응용

LED 는 통신, 소비 전자, 자동차, 조명, 신호등 등을 포함한 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 우리는 크게 다섯 가지 영역, 즉 백라이트, 조명, 전자 장비, 디스플레이, 자동차로 나눌 수 있다. 지구의 자원이 고갈된 오늘날, 환경 에너지 절약은 각 업종 발전의 중점이며, 특히 조명업계는 대량의 전기를 소비해야 한다. 광원 개발에 있어서, 환경 친화적이고 에너지 효율이 높은 경향이 있다. 발광 다이오드 (LED) 의 출현은 인간 조명계의 혁명으로 인류의 미래에 큰 영향과 변화를 가져왔다. 저전력 및 긴 수명 외에도 LED 는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

1) 어플리케이션은 매우 유연합니다. 점, 선, 면의 다양한 모양으로 만들 수 있는 가볍고 얇고 짧은 제품입니다.

2) 환경효과가 좋다: 자외선과 적외선이 없기 때문에 스펙트럼에는 열과 방사선이 없고, 전형적인 녹색조명광원에 속하며, 폐기물은 재활용이 가능하며 오염이 없다.

3) 제어는 매우 편리하다. 전류만 조절하면 빛을 마음대로 조절할 수 있고, 빛색에 따라 다양하게 조합할 수 있다. 타이밍 제어 회로를 사용하면 풍부하고 다채로운 동적 변화 효과를 얻을 수 있다.

LED 는 대형 광고 디스플레이뿐만 아니라 건축 및 교통 조명에도 사용할 수 있습니다. 백색 LED 의 출현은 LED 가 인식 기능에서 조명 기능으로 향하는 실질적인 단계입니다. 백색광 LED 는 태양광에 가장 가깝고, 비춰진 물체의 실제 색상을 더 잘 반영한다. 그래서 기술적인 관점에서 볼 때, 백광 LED 는 의심할 여지 없이 LED 의 가장 진보된 기술이다.

백색광 LED 는 시장에 광범위하게 적용될 것이며 백열등 텅스텐 전구와 형광등의' 살인자' 이기도 하다. 현재 백광 LED 는 비상등, 손전등, 손전등 등 일부 실제 응용 분야에 진출했다.

미국 에너지부에 따르면 20 10 정도에 따라 미국의 백열등과 형광등의 약 55% 가 백색광 led 로 대체되어 연간 에너지 절약 가치가 350 억 달러로 500 억 달러의 대산업을 형성할 것으로 전망했다. 일본은 백색광 LED 가 2008 년경 전통적인 백열등을 대규모로 대체할 것이라고 제안했다. 미래 시장의 제고점을 선점하기 위해 제너럴 일렉트릭, 필립스, 오스랑 등 전 세계 3 대 조명업계 거물들이 반도체 회사와 합작하여 LED 조명기업을 설립하기 위해 20 10 까지 LED 의 발광 효율을 8 배 높이고 가격을 99% 낮추는 것을 목표로 하고 있다. 얼마나 매혹적인 전망인가!

3. 양질의 무색 사파이어는 GaN 에피 택셜 라이닝 재료에 사용된다.

고퀄리티 무색 사파이어 결정체는 현재 유일하게 상용화된 GaN 외연 기판 소재이며 반도체 발광 기술의 새로운 성과는 고품질의 무색 사파이어 결정체의 응용에 새로운 전망을 열었다. Blu-ray 발광 다이오드는 무색 사파이어 결정체 라이닝에서 GaN 을 외연함으로써 만들 수 있다.

현재 LED 의 중요한 용도와 전망은 점차 사람들에게 인식되고 있다. LED 산업화가 급속히 발전하면서 크고 고품질의 사파이어 결정체가 시장의 새로운 총애가 될 것이다.

자동사 결론

우리는 용융 거품 생법과 용융 당김법의 용융 기술을 이용하여 고품질의 대구경 무색 사파이어를 성장시켰다. 고품질의 무색 사파이어 단결정을 얻기 위해 결정체 자체의 특성으로부터 온도 구배와 결정체 성장 방향을 합리적으로 선택하는 성장 공예를 세웠다. 용융 거품생법으로 자란 고품질의 무색 사파이어 단결정은 국방공업, 군사기술, 첨단 기술 연구 분야, 특히 라이닝과 발광 다이오드 (LED) 분야에서 뛰어난 발전 전망을 보이고 있다.

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