钽酸锂的制备方法

钽酸锂的化学分子式为LiTaO3,它与LiNbO3是在结构和性能上极为相似的一对铁电晶体。钽酸锂属于三方晶系,Curie温度为665℃,熔点为1650℃。在Curie温度以下为铁电相,空间群为R3c(C63v),在Curie温度以上为顺电相,空间群为R3c(D63d).自发极化Ps(0.50C/m2)沿六方晶胞的[001]方向,熔点为1650℃,体积密度为7.4564×103kg/m3,晶格参数在六方晶胞中a=5. 15428Å,c=13.78351Å;在菱形晶胞中,arh=5.4740Å,α=56°10.5′(25℃)。钽酸锂晶体具有优良的压电、热电和电光性能,可制作声表面波器件、热电探测器和电光调制器等。

制备方法[1]

一、一种制备钽酸锂晶片的方法

超薄钽酸锂晶片通常用作红外热释电探测器的敏感层,因此,必须减薄钽酸锂响应单元的厚度。通常的钽酸锂晶片原料的厚度远厚于红外热释电探测器件要求的厚度,所以一直以来减薄钽酸锂响应单元厚度都是热释电探测器的研究重点。集成电路技术的发展也对晶片材料提出了更高的要求,获得良好表面质量的钽酸锂晶片材料,对热释电器件的性能有更好的帮助。钽酸锂晶片的加工过程一般包括切割、磨边、研磨、抛光、清洗等加工工序,其中抛光过程的作用在于进一步提高晶体表面的平整度和粗糙度,以满足器件的要求。钽酸锂晶片在研磨和抛光之后可以进一步采用化学溶液进行化学腐蚀,以提高晶体表面的平整度和粗糙度。现有技术,因为研磨抛光轨迹的不稳定性,导致钽酸锂晶片呈现中间厚两边薄的厚度分布,化学腐蚀也不能很好的控制其表面腐蚀速率的大小分布,获得的晶片均匀性较差,容易产生背侵、背花等问题。

CN201310481244.1提供制备钽酸锂晶片的方法,该方法制备的钽酸锂晶片的表面均匀性好,表面粗糙度小,并且背侵、背花等问题得到改善。本发明公开的技术方案包括:提供了一种制备钽酸锂晶片的方法,其特征在于,包括:获取钽酸锂基片;清洗所述钽酸锂基片;将所述钽酸锂基片置于腐蚀溶液中,并且在所述钽酸锂基片的中心位置处加热所述腐蚀溶液,使所述钽酸锂基片在所述腐蚀溶液中腐蚀第一时间,获得钽酸锂晶片;清洗并干燥所述钽酸锂晶片。本方法中,对钽酸锂基片进行腐蚀时,在钽酸锂基片的中心位置处加热腐蚀溶液,通过对该加热位置的控制,实现了对钽酸锂基片表面的温度分布的控制,进而控制了腐蚀速率,从而可以控制腐蚀后的表面粗糙度和均匀性。该方法制备的钽酸锂晶片的表面均匀性好,表面粗糙度小,并且背侵、背花等问题得到改善。

二、大厚度黑色钽酸锂晶片的制备方法

一种大厚度黑色钽酸锂晶片的制造方法,包括以下步骤:

钽酸锂晶片的制备:先将钽酸锂晶体按预定的尺寸切割好,得到若干钽酸锂晶片;

清洗:彻底清除所有所述钽酸锂晶片的表面的污物,并干燥所有所述钽酸锂晶片,然后将所有所述钽酸锂晶片放置在无尘的环境中待用;

还原剂的制备:将纯度为90%~99.99%的镧粉放入真空烘箱中,在120℃的温度条件下烘干12至30小时;将纯度为90%~99.99%的氧化镧粉放入真空烘箱中,在120℃的温度条件下烘干12至30小时;向烘干后的所述氧化镧粉中掺入所述镧粉并混匀,即得到还原剂,其中,所述镧粉的掺入量为:所述镧粉的总质量占所述氧化镧粉的总质量的百分比为:5%~15%;利用氧化镧粉较高的熔点和高温下较好的流动性,以保持镧粉与钽酸锂晶片充分接触;

装炉:在坩埚的底部均匀地铺撒一层上述制备所得的还原剂,然后将一片清洗干燥后的所述钽酸锂晶片从无尘的环境中取出,并立即放置在坩埚的底部铺撒的还原剂的上方,以避免所述钽酸锂晶片的表面吸附灰尘而影响还原效果,然后在放置在坩埚底部的所述钽酸锂晶片的上方再均匀地铺撒一层上述制备所得的还原剂,再在该铺洒了还原剂的钽酸锂晶片的上方放置另一片钽酸锂晶片,以此类推,完成在所述坩埚中放置所述钽酸锂晶片、并在钽酸锂晶片之间铺撒所述还原剂,之后将装有所述还原剂和若干所述钽酸锂晶片的坩埚放入真空还原炉;

还原:对所述真空还原炉的炉膛进行抽真空,将炉内的气压控制在20Pa以下,以1℃/h~50℃/h的速率提升炉内的温度,升温至550℃~600℃,保温20h~40h,以使所述钽酸锂晶片在高温的条件下与所述还原剂发生反应,使所述钽酸锂晶片被均匀地还原,然后以1℃/h~50℃/h的速率降低炉内的温度,当温度低于100℃时,停止抽真空,待炉内的气压与外界相等后从所述真空还原炉中取出所述坩埚,从坩埚中取出还原后的钽酸锂晶片。

回收[4]

CN201810533359.3公开了一种钽酸锂黑片的回收再利用方法,将待处理的不合格钽酸锂黑片放置于热处理炉中,在氧气气氛下,在400℃至钽酸锂居里温度范围内进行热处理,冷却即得到钽酸锂白片;钽酸锂白片再次经过黑化处理得到钽酸锂黑片,从而完成不合格钽酸锂黑片的回收再利用。本方法可以使黑化电阻率不合适或不均匀的钽酸锂黑片恢复至均匀一致的钽酸锂白片,为再次获得均匀一致的合格钽酸锂黑片打好基础;由于热处理温度控制在钽酸锂居里温度以下,保证了钽酸锂晶片的压电性与单畴性。#这个暑假你有什么遗憾#

海归两兄弟干出“全球唯一”,华为出手了



 

据金融界报道:

刚刚,华为又投了一家明星公司。

投资家网获悉,新材料公司晶正电子近日完成了一次工商变更,华为旗下哈勃投资战略入股。企查查显示,华为今年在新能源、芯片半导体、光通信等领域布局频繁,全国各地都有项目跟进,算上晶正电子,已押宝10家公司,出手频率堪比VC/PE。

晶正电子是华为今年在新材料方向的第一笔投资。这家公司并非一个新玩家,在市场傲立12年之久,主打铌酸锂单晶薄膜的研发、生产、销售。早年,铌酸锂产业中的铌酸锂单晶薄膜属于“卡脖子”的高难度工艺,一直被资本视为“不敢触碰”的冷门行业。

2019年,华为遭遇“断供”,拉开了以铌酸锂为核心,光通信新材料突破“卡脖子”的发展序幕,其中,铌酸锂单晶薄膜是铌酸锂产业的“中流砥柱”,可装入高性能调制器、高密度信息存储元器件,进而受到资本重视。不过,能让华为青睐,晶正电子也不简单。



晶正电子背后站着两位海归兄弟,胡文(哥哥)、胡卉(弟弟)。

两兄弟成长于国内,成名于国外。

胡文、胡卉从小就是别人家眼中的“天才”,两兄弟在学业方面各有成就。

胡文是山东大学保送生,毕业后被分配到中石化山东分公司,由于想取得更高的学术成就,他跑到曼谷的亚洲理工学院攻读硕士学位,后来到加拿大,在IBM旗下公司从事研发工作。

胡卉则在清华大学读到了博士后并去德国深造。在德国期间,他爱上了新材料研究,解决了很多让外国人头疼的科研难题,是新材料方向领先的华人技术大牛。

天各一方的两兄弟,时常在网络上互通有无,他们分享者各自国家取得的科研成果,对中国的发展非常关注。2010年,山东省济南市政府发起了一个“5150引才计划”。

“5150引才计划”是指,计划用5年左右时间,面向海内外引进150名能够提高城市竞争力、推动高新技术产业发展的高层次创新创业人才。为了体现出诚意与决心,济南市政府为此还设立一个高层次人才引进专项资金,列入财政预算,每年规模1亿元。

远在加拿大的胡文觉得,这是一个回归家乡“有所为”的好时机。同年,他来到济南市,创立了晶正电子。得知哥哥回国,身在德国的胡卉也决定回国创业,兄弟二人家乡团聚。

胡卉向胡文阐述了对中国未来高端制造业的展望,他觉得,兄弟二人的优势在新材料,该方向具备技术攻坚难度的是,铌酸锂产业的“中流砥柱”铌酸锂单晶薄膜。

铌酸锂单晶薄膜,可以应用到电光调制器,辅助提高调制效率、降低损耗。

人们的生活场景中,手机、WIFI、通信基站中的存储元器件都会用到铌酸锂单晶薄膜。

今年,全球聚焦的俄乌战争,俄罗斯所使用的GPS系统“格洛纳斯卫星”就需要用到铌酸锂电光调制器。上到军事,下到生活。铌酸锂产业的重要程度超乎想象。

可即便如此,铌酸锂单晶薄膜仍有自身难以突破的瓶颈。

首先,量产难;其次,薄膜工艺要求高,如果薄膜过厚对强电光交互会产生一定影响,且会损耗电光调制器;第三,资本不关注。这导致铌酸锂在产业化推进上,十分乏力。

胡文、胡卉两兄弟想跨越鸿沟,将铌酸锂价值释放。



任何行业想要打开一片天,往往需要“天时、地利、人和”。

产品不是光研发生产出来就行了,要有市场,去消化、流通。

公司成立有5年时间,胡文、胡卉的主要工作就是拿着济南市政府提供的专项资金,带领团队搞研发,他们有时候一周休息半天,一次次实验,一次次失败,尝试各种方式实现技术攻克,实验万次,最终通过离子注入等技术,研发出了纳米厚度铌酸锂单晶薄膜。

这是技术上的一次飞跃,填补了全行业空白。纳米厚度铌酸锂单晶薄膜的优势是,从厚度0.5毫米的铌酸锂材料上剥离出数百纳米的单晶薄膜,相当于把材料平行切了1000片。

也就是说,通过特殊工艺可以让铌酸锂单晶薄膜更薄、数量更多。

胡文、胡卉欣喜若狂,两兄弟用了5年时间终于成功了,可这只是走向胜利的第一步。第二步是如何把产品应用到产业化,走向商业化,此步骤的前提是先要完成工业化。

铌酸锂单晶薄膜的工业化问题,一直被视为新材料“卡脖子”的“老大难”,需要复杂的工艺流程,胡文、胡卉却觉得,他们已拥有工业化实力,是全球唯一实现工业化生产的公司。

2016年,在济南市综合保税区的助力下,晶正电子建起占地39亩的生产基地。个别投新材料的资本闻风得知,真有公司把铌酸锂工业基地建起来了,马上飞来济南市。

资本的特点是,从来不错过任何一个“占坑”的机会。晶正电子很快拿到一笔未披露金额的A轮融资,这笔钱胡文、胡卉握了3年,他们低估了对资本二字的认知。

除非资本不计回报周期愿意跟进,否则冷门行业想持续融资犹如“天方夜谭”。

中芯国际(港股00981)IPO前,曾是个“不被看好”的公司,即便有不少从台积电过来的技术大牛,资本却看重“能给我带来多少倍回报”。而中芯国际能成长起来或者说熬过“寒冬”靠的是长期资本介入,投资方华登国际用了20多年时间陪跑,才熬出了头。

世界上只有一个华登国际,多数资本都要考虑持有项目时长与投资回报比。



回到冷门的铌酸锂产业,资本不愿意冒险似乎“合情合理”。

铌酸锂及晶正电子真正迎来机会是在2019年。

这一切都要感谢华为,美国“断供”反而刺激了中国铌酸锂产业的爆发。

资本逐渐从互联网、移动互联网行业走出来,涌入到攻坚“卡脖子”技术的硬科技赛道,加之新能源、芯片半导体产业链崛起,使上游铌酸锂价格纷纷暴涨,从冷门熬到热门。

晶正电子很快成了热门风口中的受益者,迎来资本追捧。

企查查显示,公司成立至今一共拿下7轮融资,投资方包括华义创投、映趣资本、世纪金源、紫荆资本、源创投资等VC/PE、产业资本。近日,华为投资晶正电子,引来外界强烈关注。

实际上,这是华为今年在新能源、芯片半导体、光通信等领域押宝的第10家公司。

前面,他们在全国各地投了中科海钠、睿芯微电子、安其威微电子、亘星智能、旗芯微、微源光子、卫蓝新能源、特思迪半导体、天喻软件等一批明星公司。

有业内人士表示,华为投资晶正电子是要牢牢抓住铌酸锂产业,强化光通信业务。

市场研究机构Dell'Oro Group日前发布“2022年第一季度全球整体电信设备市场报告”称,受“断供”影响,华为全球电信设备市场份额缩减至2018年以来的最低水平,接近24%。

由此,华为需要尽快恢复其在全球电信设备市场的统治地位。

布局晶正电子,是华为在光通信业务上下的一盘大棋。目前,晶正电子的39亩生产基地已拥有完整生产线,产品销往国内外200多家公司,他们正朝着全球铌酸锂龙头的方向,迈进。

本文源自投资家

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英伟达联手斯坦福推出超薄VR眼镜 仅60克
英伟达与斯坦福大学的研究人员合作,旨在研究用于VR的超薄全息眼镜,该眼镜可将3D全息图像所需的技术封装到厚度仅为几毫米的可穿戴显示器中。
当前VR头显走向主流的一个重要挑战便是其形状参数,现有的设备仍然相当笨重。这是因为VR头显一般是基于放大镜原理,由透镜放大由微型显示器提供的图像,所以这要求设备提供一定的距离空间以实现图像放大。
为解决这一问题,英伟达与斯坦福大学把目光投向了全息术。这个名为Holographic Glasses的全息眼镜由一个光瞳复制波导、一个空间光调制器和一个几何相位透镜组成,可以以轻薄的形状参数产生全息图像。
不同于现有的VR成像原理,Holographic Glasses选择利用2.5mm厚的光学叠层来传送全彩3D全息图像。在所述全息眼镜中,耦合到光瞳复制波导的相干光源可以为纯相位SLM提供照明。然后,SLM在设备后面创建一个小尺寸图像,并由细薄几何相位(GP)透镜放大。
该全息眼镜重量仅为60g,厚度仅为2.55mm。而目前最轻的VR设备Meta Quest 2也要503g。不过缺点是,这款眼镜大小的显示器仅能提供22.8度的视野,测试原型机则仅提供 16.1 度。


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