결정 구조 및 특성
-사파이어는 마름모꼴 결정 구조를 갖는 산화알루미늄(Al2O3)의 결정 형태입니다.
-8.7eV의 매우 넓은 밴드갭을 갖고 있어 심자외선(UV)부터 중적외선(IR) 영역까지 투명하며 0.15μm~5.5μm의 넓은 투과 범위를 갖습니다.
-사파이어는 뛰어난 경도(모스 경도 9)와 화학적 불활성을 나타내어 긁힘, 마모 및 열악한 환경에 대한 저항력이 뛰어납니다.
-2,050°C의 높은 녹는점과 뛰어난 열전도율을 갖고 있어 고온과 강렬한 방사선에도 견딜 수 있습니다.
-사파이어는 가시광선 영역에서 굴절률이 1.77로 상대적으로 높아 고굴절률 소재가 필요한 광학 부품에 유용합니다.
광학 응용
-UV 광학: 사파이어는 넓은 밴드갭과 우수한 UV 투명성으로 인해 렌즈, 창, 필터 등 UV 영역의 광학 장치에 널리 사용됩니다.
-레이저 광학: 사파이어는 뛰어난 열적 및 기계적 특성으로 인해 레이저 막대, 창 및 기타 광학 구성 요소의 재료로 고출력 레이저 시스템에 일반적으로 사용됩니다.
-적외선 광학: 사파이어는 고온, 강렬한 방사선 또는 열악한 환경에 직면하는 응용 분야에서 렌즈, 창문, 돔과 같은 적외선 광학에 사용됩니다.
-보호 코팅: 사파이어는 탁월한 경도와 긁힘 방지 기능으로 인해 카메라 렌즈 및 시계 크리스탈과 같은 광학 부품의 보호 코팅 재료로 사용됩니다.
제작 및 가공
-단결정 사파이어는 일반적으로 Czochralski 프로세스, 열 교환기 방법(HEM) 또는 에지 정의 필름 공급 성장(EFG) 방법과 같은 기술을 사용하여 성장됩니다.
-사파이어는 표면 거칠기가 매우 낮은 고품질 광학 표면을 얻기 위해 연마될 수 있습니다.
과제와 한계
-고품질의 대구경 사파이어 크리스탈을 제조하는 것은 높은 온도와 필요한 특수 기술로 인해 까다롭고 비용이 많이 들 수 있습니다.
-사파이어는 복굴절 물질입니다. 즉, 복굴절을 나타내며 이는 편광 효과를 최소화해야 하는 특정 광학 응용 분야에서 제한이 될 수 있습니다.
-사파이어의 경도가 높기 때문에 부드러운 광학 소재에 비해 가공 및 가공이 더 어려울 수 있습니다.
