ژرمانیوم تککریستال
توضیحات
ژرمانیوم تککریستال (Ge)
Single crystal Germanium(Ge)
معرفی محصول:
ژرمانیوم تککریستال با دارا بودن ویژگیهای منحصر به فرد زیر، کاربرد گستردهای در سیستمهای پیشرفته اپتیکی دارد:
-
سختی بالا همراه با خواص مکانیکی مطلوب
-
هدایت حرارتی مناسب برای کاربردهای پرتوان
-
جذب بسیار کم در طول موج ۱۰.۶ میکرومتر
کاربردهای اصلی:
۱. سیستمهای تصویربرداری مادون قرمز:
-
دوربینهای حرارتی
-
سیستمهای شناسایی هدف
۲. طیفسنجهای مادون قرمز:
-
آنالیز مواد
-
سنجش از دور
۳. اجزای اپتیکی لیزر CO₂:
-
لنزها
-
پنجرههای اپتیکی
-
آینههای خروجی (Output Coupler)
تواناییهای تولیدی شرکت:
ما قادر به تأمین انواع محصولات ژرمانیوم تککریستال هستیم:
-
محصولات نیمهساخته (بلانک) در اشکال:
-
دایرهای (گرد)
-
مستطیلی
-
سوراخدار
-
پنجرهای
-
لنزی
-
گالوانومتری
-
اشکال سفارشی
-
-
محصولات نهایی با پرداخت سطحی دقیق
ویژگیهای کیفی:
-
کیفیت بلورینگی عالی (چگالی نابجایی <500 cm⁻²)
-
پرداخت سطحی با دقت λ/10
-
کنترل کیفی دقیق با روشهای XRD و FTIR
-
امکان تولید با جهتگیری بلوری مختلف (111)، (100) و (110)
این محصولات در صنایع دفاعی، پزشکی و تحقیقاتی کاربردهای وسیعی دارند
- Products Introduction
ژرمانیوم تککریستال (Ge)
ویژگیهای فنی:
ژرمانیوم تککریستال با دارا بودن خصوصیات منحصر به فرد زیر، یکی از مواد کلیدی در فناوریهای اپتیکی پیشرفته محسوب میشود:
-
سختی بالا (مقیاس نوپ: 6.0)
-
خواص مکانیکی ممتاز (مدول یانگ: 103 GPa)
-
هدایت حرارتی مناسب (60 W/m·K در دمای اتاق)
کاربردهای صنعتی:
-
سیستمهای تصویربرداری مادون قرمز:
-
دوربینهای حرارتی نظامی و صنعتی
-
سیستمهای نظارتی و امنیتی
-
-
طیفسنجهای مادون قرمز:
-
تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته
-
سیستمهای آنالیز مواد
-
تواناییهای تولیدی شرکت:
شرکت ما با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته رشد بلور، قادر به ارائه:
-
محصولات نیمهساخته (بلانک) در ابعاد و اشکال متنوع
-
محصولات نهایی با پرداخت سطحی فوقالعاده دقیق
مزایای رقابتی:
-
استفاده از مواد اولیه با خلوص 99.9999%
-
کنترل کیفی دقیق با روشهای:
-
پراش پرتو ایکس (XRD)
-
طیفسنجی مادون قرمز (FTIR)
-
میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
-
-
امکان تولید سفارشی بر اساس نیازهای خاص مشتریان
این محصولات با استانداردهای بینالمللی MIL-PRF-13830 و ISO 10110 مطابقت داشته و برای کاربردهای حساس در صنایع دفاعی، هوافضا و تحقیقات علمی مناسب میباشند.
تواناییهای تولیدی شرکت در زمینه ژرمانیوم تککریستال
شرکت ما با بهرهگیری از پیشرفتهترین فناوریهای رشد بلور و پرداخت اپتیکی، قادر به تأمین گستردهترین طیف محصولات ژرمانیوم تککریستال میباشد:
انواع محصولات قابل تأمین:
۱. محصولات نیمهساخته (بلانک) در اشکال متنوع:
-
دایرهای (قطر ۵ تا ۳۰۰ میلیمتر)
-
مستطیلی (ابعاد استاندارد و سفارشی)
-
سوراخدار (با دقت ابعادی ±۰.۰۱ میلیمتر)
-
پنجرهای (ضخامت ۰.۵ تا ۵۰ میلیمتر)
-
لنزی (انواع سطحهای کروی و غیرکروی)
-
گالوانومتری (برای کاربردهای دقیق اپتیکی)
-
اشکال خاص و سفارشی (براساس نیاز مشتری)
۲. محصولات نهایی با پرداخت سطحی:
-
کیفیت سطحی تا λ/۱۰ (در ۶۳۲.۸ نانومتر)
-
پوششهای اپتیکی ضد بازتاب (AR) و بازتاب بالا (HR)
ویژگیهای فنی محصولات:
-
جهتگیری بلوری: (۱۱۱)، (۱۰۰) و (۱۱۰)
-
خلوص ماده: ≥ ۹۹.۹۹۹۹٪
-
چگالی نابجایی: < ۵۰۰ cm⁻²
-
مقاومت الکتریکی: قابل تنظیم از ۰.۱ تا ۵۰ Ω.cm
قابلیتهای ویژه:
• امکان تولید با قطرهای بزرگ (تا ۳۰۰ میلیمتر)
• پرداخت سطحی الماستراش برای کاربردهای مادون قرمز
• کنترل کیفی با روشهای پیشرفته (XRD، FTIR، SEM)
• بستهبندی ویژه در محیط کنترلشده
این محصولات در صنایع زیر کاربرد دارند:
✓ سیستمهای تصویربرداری حرارتی
✓ تجهیزات لیزر مادون قرمز
✓ طیفسنجهای پیشرفته
✓ کاربردهای فضایی و دفاعی
ژرمانیوم: ماده اپتیکی مادون قرمز با کارایی بالا
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی:
-
مادهای با سختی بالا (درجه 6 در مقیاس موس)
-
نامحلول در آب در شرایط استاندارد
-
هدایت حرارتی مطلوب (حدود 60 W/m·K در دمای اتاق)
کاربردهای کلیدی در اپتیک لیزر:
ژرمانیوم تککریستال به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد زیر، گزینه ایدهآل برای تجهیزات لیزر CO₂ محسوب میشود:
-
جذب بسیار کم در طول موج 10.6 میکرومتر (ضریب جذب <0.03 cm⁻¹)
-
خواص مکانیکی عالی (مدول یانگ: 103 GPa)
-
پایداری حرارتی مناسب برای کاربردهای پرتوان
انواع قطعات قابل تولید:
-
لنزهای مادون قرمز با کیفیت سطحی λ/10
-
پنجرههای اپتیکی با پرداخت فوق دقیق
-
آینههای کوپلر خروجی (Output Coupler) با بازدهی بالا
مزایای رقابتی:
• مقاومت در برابر رطوبت و خوردگی
• امکان پرداخت سطحی با دقت نانومتری
• طول عمر عملیاتی طولانی در شرایط کاری سخت
• مناسب برای سیستمهای لیزر صنعتی و پزشکی
این ماده به دلیل بهینگی طیفی و پایداری مکانیکی، جایگاه ویژهای در صنایع پیشرفته اپتیکی دارد
پوششهای اپتیکی و کاربردهای تخصصی
تعریف فنی پوششدهی اپتیکی:
پوششدهی به فرآیند نشستلایههای نازک از جنس مواد دیالکتریک یا فلزی بر روی سطح زیرلایههای اپتیکی اطلاق میشود که به دو روش اصلی انجام میپذیرد:
-
روشهای فیزیکی (PVD شامل تبخیر حرارتی و کندوپاش)
-
روشهای شیمیایی (CVD و روشهای محلولی)
اهداف اصلی پوششدهی:
-
تنظیم ضریب بازتاب سطح (از 0.1% تا 99.9%)
-
کنترل دقیق عبور نور در محدودههای طیفی مشخص
-
ایجاد خاصیت قطبیکنندگی (Polarization)
-
تفکیک طیفی پیشرفته (Spectral Separation)
-
فیلتراسیون انتخابی طولموج
انواع پوششهای تخصصی قابل ارائه:
-
پوششهای ضد بازتاب (AR):
-
کاهش تلفات نوری تا کمتر از 0.25% در طولموج طراحی
-
افزایش بهرهوری سیستمهای اپتیکی تا 99.75%
-
-
پوششهای بازتاب بالا (HR):
-
بازتاب بیش از 99.9% در محدودههای طراحی شده
-
مناسب برای کاواکهای لیزری و سیستمهای تداخلی
-
-
پوششهای طیفی (Spectral):
-
تفکیک دقیق طولموج با دقت ±1nm
-
کاربرد در سیستمهای طیفسنجی پیشرفته
-
-
پوششهای فلزی (Metallic):
-
ایجاد بازتابندههای پهنباند
-
مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا
-
پوششهای ضد بازتاب پهنباند:
این پوششها برای محدودههای طیفی زیر طراحی و تولید میشوند:
-
فرابنفش (UV): 200-400nm (دقت کنترل ضخامت ±2nm)
-
مرئی (Visible): 400-700nm (بازه عبور 98-99.5%)
-
مادون قرمز نزدیک (NIR): 700-1100nm (کاهش بازتاب به <0.5%)
-
مادون قرمز میانی (Mid-IR): 3-5μm (پایداری حرارتی تا 300°C)
تضمین کیفیت:
-
کنترل ضخامت لایهها با دقت ±0.1nm
-
استفاده از مواد با خلوص 99.999%
-
آزمونهای سختافزاری شامل:
-
تست چسبندگی (مطابق استاندارد MIL-C-675C)
-
تست سایش (مطابق ISO 9211-4)
-
تست پایداری حرارتی (از -196°C تا +300°C)
-
این پوششها با استفاده از پیشرفتهترین سیستمهای لایهنشانی شامل تبخیر پرتو الکترونی (E-Beam) و کندوپاش مغناطیسی (Magnetron Sputtering) تولید شده و در کاربردهای حساس نظامی، پزشکی و تحقیقاتی استفاده میشوند.
- Technical lnformation
استانداردهای مواد – ژرمانیوم تککریستال
۱. مشخصات ماده:
-
جنس: ژرمانیوم تککریستال
-
ترکیب شیمیایی: Ge خالص
۲. درجه خلوص:
-
شمشهای پلیکریستال مورد استفاده برای رشد بلور باید مطابق با استاندارد GB/T11071 باشند
-
حداقل خلوص: ۹۹.۹۹۹۹٪ (۶N)
-
حداقل مقاومت الکتریکی: ۵۰ اهم-سانتیمتر (Ω.cm)
۳. روش رشد:
-
روش چوکرالسکی (CZ)
۴. کیفیت بلورینگی:
-
سطح بلور باید عاری از موارد زیر باشد:
-
مرزدانه
-
بلورهای دوقلو
-
حفره
-
۵. کیفیت ظاهری:
-
سطح جانبی: سطح طبیعی بلور
-
سطح دو انتها: سطح برشخورده یا سطح طبیعی
-
سطوح باید عاری از موارد زیر باشند:
-
آلودگی
-
تراشه
-
ترک
-
خط و خش
-
۶. جهتگیری بلوری:
-
دو جهتگیری اصلی:
-
<۱۰۰>
-
<۱۱۱>
-
۷. انواع رسانایی:
-
نوع N
-
نوع P
۸. مواد دوپکننده:
[در این بخش نوع و مشخصات مواد دوپکننده مورد استفاده ذکر میشود]
ملاحظات کنترل کیفی:
-
کلیه آزمونها مطابق با استانداردهای بینالمللی انجام میشود
-
کنترل کیفی شامل بررسیهای زیر است:
-
آنالیز ناخالصیها
-
آزمونهای الکتریکی
-
بررسی ساختار بلوری با XRD
-
بازرسی ظاهری با میکروسکوپ نوری
-
●
مقاومت الکتریکی در ژرمانیوم تککریستال
روش سنجش مقاومت الکتریکی:
مقاومت الکتریکی ژرمانیوم تککریستال بر اساس مقاومت سطحی دو انتهای بلور (سر و ته) مشخص میگردد. این پارامتر یکی از مهمترین شاخصهای کیفی در ارزیابی خواص الکتریکی ماده محسوب میشود.
دستهبندی مقاومت الکتریکی:
ژرمانیوم تککریستال بر اساس مقدار مقاومت الکتریکی به کلاسهای زیر تقسیمبندی میشود:
۱. کلاس مقاومت پایین:
-
محدوده مقاومت: ۰٫۱-۱۰ اهم-سانتیمتر (Ω.cm)
-
کاربردها: قطعات نیمههادی پرسرعت
۲. کلاس مقاومت متوسط:
-
محدوده مقاومت: ۱۰-۳۰ اهم-سانتیمتر (Ω.cm)
-
کاربردها: آشکارسازهای مادون قرمز
۳. کلاس مقاومت بالا:
-
محدوده مقاومت: ۳۰-۵۰ اهم-سانتیمتر (Ω.cm)
-
کاربردها: اپتیک مادون قرمز
۴. کلاس مقاومت بسیار بالا:
-
محدوده مقاومت: >۵۰ اهم-سانتیمتر (Ω.cm)
-
کاربردها: سیستمهای اپتیکی دقیق
روش اندازهگیری:
-
انجام آزمون مطابق با استاندارد ASTM F76
-
استفاده از دستگاه چهار نقطۀ پروب
-
شرایط آزمون: دمای ۲۳±۱°C و رطوبت ۴۵±۵%
ملاحظات فنی:
-
اختلاف مقاومت بین دو انتهای بلور نباید بیش از ۱۰٪ باشد
-
تغییرات مقاومت در طول بلور باید یکنواخت باشد
-
مقدار مقاومت مستقیماً با میزان دوپانت و خلوص ماده مرتبط است
این دستهبندی بر اساس نیازهای صنعتی و کاربردهای مختلف در سیستمهای اپتیکی و الکترونیکی طراحی شده است.
●
ضریب جذب نوری و ضریب شکست ژرمانیوم کریستالی
ضریب جذب نوری:
ژرمانیوم کریستالی باید دارای مشخصات جذب نوری زیر باشد:
-
حداکثر ضریب جذب در طول موج ۳٫۰ میکرومتر: ۰٫۰۱ سانتیمتر⁻¹ (cm⁻¹)
-
حداکثر ضریب جذب در طول موج ۱۰٫۶ میکرومتر: ۰٫۰۳ سانتیمتر⁻¹ (cm⁻¹)
ضریب شکست:
مقادیر ضریب شکست باید مطابق با جدول زیر باشد:
| طول موج (μm) | ضریب شکست (n) |
|---|---|
| 2.0 | 4.025 |
| 3.0 | 4.005 |
| 4.0 | 3.999 |
| 5.0 | 3.996 |
| 10.6 | 3.981 |
ملاحظات فنی:
۱. مقادیر ضریب شکست در دمای ۲۵°C و فشار اتمسفر استاندارد معتبر هستند.
۲. تغییرات ضریب شکست با دما: ۰٫۰۰۰۳/K
۳. دقت اندازهگیری ضریب شکست: ±۰٫۰۰۱
۴. ضریب جذب باید با روش طیفسنجی مادون قرمز با دقت ±۰٫۰۰۱cm⁻¹ اندازهگیری شود.
این مشخصات تضمینکننده عملکرد بهینه ژرمانیوم در کاربردهای اپتیکی مادون قرمز، به ویژه در سیستمهای لیزر CO₂ و تصویربرداری حرارتی میباشد.
●
مواد اپتیکی پیشرفته و کاربردهای تخصصی آنها
1. شیشه اپتیکی N-BK7:
-
پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات با کیفیت بالا
-
عبور نور عالی در محدوده مرئی تا مادون قرمز نزدیک (350-2000 نانومتر)
-
کاربردهای گسترده در تلسکوپها، سیستمهای لیزری و تجهیزات اپتیکی
-
گزینه مناسب زمانی که مزایای سیلیکای ذوبشده UV مورد نیاز نیست
2. سیلیکای ذوبشده UV:
-
عبور نور بالا از UV تا مادون قرمز نزدیک (185-2100 نانومتر)
-
یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایینتر نسبت به N-BK7
-
مناسب برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستمهای تصویربرداری دقیق
3. فلورید کلسیم (CaF₂):
-
عبور نور بالا در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر
-
ضریب شکست پایین (1.39 در 5 میکرومتر)
-
مقاومت بالا در برابر آسیب لیزر (لیزرهای اگزایمر)
-
کاربرد در پنجرهها و لنزهای طیفسنجها و سیستمهای تصویربرداری حرارتی
4. فلورید باریم (BaF₂):
-
محدوده عبور نور: 200 نانومتر تا 11 میکرومتر
-
مقاوم در برابر تابشهای پرانرژی
-
خاصیت سینتیلاسیون عالی
-
محدودیت: حساس به رطوبت (حداکثر دمای کارکرد در محیط مرطوب: 500°C)
-
نکات ایمنی: استفاده از دستکش و رعایت اصول ایمنی الزامی است
5. فلورید منیزیم (MgF₂):
-
محدوده کاربرد: 200 نانومتر تا 6 میکرومتر
-
مقاومت بالا در برابر:
-
خوردگی شیمیایی
-
آسیب لیزر
-
شوک مکانیکی و حرارتی
-
-
سختی: 415 (مقیاس نوپ)
-
ضریب شکست: 1.38
6. سلنید روی (ZnSe):
-
محدوده عبور نور: 600 نانومتر تا 16 میکرومتر
-
جذب بسیار کم در طول موج 10.6 میکرومتر (مناسب برای لیزر CO₂)
-
محدودیت: نرمی ماده (سختی 120) و حساسیت به خط افتادگی
-
نکات نگهداری: استفاده از دستکش و پرهیز از تماس مستقیم
7. سیلیکون (Si):
-
محدوده کاربرد: 1.2-8 میکرومتر
-
مزایا:
-
چگالی پایین (2.33 g/cm³)
-
سختی بالا (1150)
-
-
محدودیت: جذب شدید در 9 میکرومتر (نامناسب برای لیزر CO₂)
8. ژرمانیوم (Ge):
-
محدوده کاربرد: 2-16 میکرومتر
-
مزایا:
-
ضریب شکست بالا (4.0 در 10.6 میکرومتر)
-
ابیراهی رنگی کم
-
-
محدودیتها:
-
حساسیت به دما (حداکثر دمای کارکرد: 100°C)
-
چگالی بالا (5.33 g/cm³)
-
-
کاربردها:
-
سیستمهای تصویربرداری حرارتی
-
لیزرهای مادون قرمز
-
سیستمهای FLIR
-
9. سولفید روی CVD (CVD ZnS):
-
تنها ماده اپتیکی (پس از الماس) با پوشش طیفی کامل از مرئی تا مادون قرمز موج بلند (LWIR)
-
کاربردهای پیشرفته:
-
پنجرههای “سهگانه اپتیکی”
-
سیستمهای تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا
-
پنجرههای ترکیبی لیزر مادون قرمز/مادون قرمز دو رنگ
-
هر یک از این مواد با توجه به خواص منحصر به فرد خود، در کاربردهای خاص نظامی، پزشکی، صنعتی و تحقیقاتی استفاده میشوند. انتخاب ماده مناسب به پارامترهای طراحی سیستم از جمله محدوده طیفی مورد نیاز، شرایط محیطی و الزامات مکانیکی بستگی دارد
اعظم محبی –
اصلیترین کاربرد این محصول چیه؟
beny1365 –
اصلیترین کاربرد آن در ساخت لنز، پنجره و آینه برای دوربینهای حرارتی و سیستمهای تصویربرداری مادون قرمز، همچنین به عنوان اجزای اصلی در لیزرهای CO₂ است.
احمد خیری –
آیا برای انتخاب بین ژرمانیوم، سیلیکون یا ZnSe میتونیم مشاوره فنی بگیریم؟
beny1365 –
قطعاً. تیم پشتیبانی فنی شرکت میتواند با توجه به نیازهای خاص شما (طول موج کاری، شرایط محیطی، بودجه و …) بهترین ماده را به شما توصیه کند.
بهار نامدار –
“پرداخت سطحی با دقت λ/۱۰” یعنی چی؟
beny1365 –
این نشاندهنده صافی و یکنواختی فوقالعاده سطح آن است. به این معنی که انحراف سطح از حالت ایدهال کمتر از یکدهم طول موج نور مرئی (حدود ۶۳ نانومتر) است که برای کاربردهای لیزر پرتوان حیاتی است.
حسام درویشی –
تا چه دمایی رو تحمل میکنه؟
beny1365 –
از نظر حرارتی پایدار است، اما یک محدودیت دارد: حداکثر دمای کاری توصیه شده برای آن معمولاً around 100°C است. در دماهای بالاتر، به دلیل خاصیت نیمههادی، کدر میشود و کارایی اپتیکی خود را از دست میدهد.