O material de substrato de cristal único refere-se a uma única bolacha de cristal para o crescimento epitaxial de um filme fino de cristal.E o termo "epitaxia" refere-se a outro crescimento direcional de outro cristal único na superfície de um único cristal sob certas condições.Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, em especial a ascensão e o desenvolvimento da indústria optoeletrónica,O desempenho e a qualidade das películas finas tornaram-se cada vez mais exigentesOs materiais de substrato originais estão longe de satisfazer os requisitos, por isso vários materiais de cristal único são utilizados como substratos.e o campo de pesquisa está constantemente em expansãoOs materiais de silício monocristalino são os materiais de substrato preferidos para muitos filmes finos devido à sua compatibilidade com dispositivos microeletrônicos.Alguns dos mesmos filmes finos cultivados em diferentes substratos podem obter o melhor desempenho ou o benefício mais econômicoPor exemplo, os substratos de película fina de GaN incluem SiC, Al2O3, ZnO, Si e LiAiO2Os materiais de substrato monocristalino são a base da indústria optoeletrónica.

Como material de substrato, o cristal único possui as seguintes características básicas: propriedades físicas e químicas estáveis, fácil acesso a cristais únicos de grande dimensão, elevada condutividade térmica,pequeno coeficiente de expansão térmica, boa resistência ao calor e boa capacidade de processamento.

Tipos de substratos de cristal único

• SiNx

  Os filmes finos de SiNx têm uma elevada dureza, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, boa condutividade térmica e isolamento e um excelente desempenho fotoelétrico.As películas finas de SiNx têm sido amplamente utilizadas nos campos da microelectrónica e dos sistemas micro-mecânicos..

• GaAs

  O arsênio de gálio (GaAs) é um material semicondutor composto III-V que pode operar a temperaturas mais elevadas e voltagens direcionais maiores.É o material preferido para a fabricação de dispositivos de alta potênciaA sua mobilidade electrónica é 6 vezes superior à do Si e a sua frequência de funcionamento é elevada. É um material ideal para a fabricação de circuitos integrados de alta velocidade e dispositivos electrónicos de alta velocidade.

• Al2O3

  O Al0.32- Não.0.78N/GaN filme fino de cristal único, cultivado por crescimento epitaxial num safiro (principalmente Al2O3) o substrato que utiliza a tecnologia de deposição de vapor químico orgânico metálico (MOCVD) é o material mais preferido para a preparação de dispositivos de alta temperatura, alta frequência e alta potência.O sistema de material tem um grande potencial de aplicação em satélites, radar, comunicações e outros campos.

• SrTiO3

  Titanato de estrôncio (SrTiO)3) é um material cerâmico funcional eletrônico amplamente utilizado, que tem as vantagens de alta constante dielétrica, baixa perda dielétrica e boa estabilidade térmica.E é amplamente utilizado na electrónicaO titanato de estrôncio, enquanto material funcional, apresenta uma excelente actividade fotocatalítica.e tem propriedades eletromagnéticas únicas e atividade catalítica redoxO titanato de estrôncio também tem sido amplamente utilizado na decomposição fotocatalítica da água para produzir hidrogénio, degradação fotocatalítica de poluentes orgânicos e baterias fotoquímicas.Além disso,, é muitas vezes cortada em uma pedra preciosa sintética de tipo esmeralda e é um muito bom substituto do diamante.

Aplicações

• Materiais luminescentes: Os diodos emissores de luz semicondutores (LED) produzem luz branca e, devido às suas características de poupança de energia e de protecção do ambiente,tornaram-se a mais valiosa nova fonte de luz deste século.Os materiais de substrato monocristalino desempenham um papel fundamental nos LED.2O3O ponto de fusão do cristal único de SiC é muito elevado, cerca de 2700°C, de modo que as suas propriedades químicas são relativamente estáveis.que dificulta o controlo da produçãoAté 1991, o tipo 6H-SiC começou a ser comercializado, e a comercialização do 4H-SiC começou a partir de 1994.

• Materiais supercondutores: Os materiais supercondutores são geralmente preparados sobre um substrato de cristal único de superfície ultra suave.É caracterizado por não haver danos na superfície ou arranhões e não há danos no subsoloEste processamento de substrato de cristal único de superfície ultra suave está gradualmente a infiltrar-se em muitos campos como a supercondutividade, a magnetoresistência gigante, os filmes finos ferroeléctricos e similares.A estrutura quase cúbica deLaAlO3a temperatura normal é um substrato de cristal único de superfície super suave com uma constante de rede de 0,379 nm.LaAlO3É frequentemente utilizado como substrato para o material supercondutor de alta temperatura YBCO.