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一、 什么是位錯

        位錯（ Dislocation ）是原子的一種特殊組態，是一種具有特殊結構的晶格缺陷，也稱為線缺陷。實際晶體在結晶時受到外界環境或應力的影響，使晶體內部質點排列變形、原子行列間相互滑移，不再符合理想晶格的有秩序的排列而形成線狀的缺陷，稱為位錯。 
 

 


二、 位錯產生的原因
       熱場設計必須要具有適當的縱向和徑向溫度梯度和適當的坩堝與晶體直徑比例，即保證適當的過冷度條件。只要存在徑向溫度梯度和縱向溫度梯度，熔體內就會出現熱運動，造成固液界面處晶體存在著熱應力，超過晶體材料的臨界應力，在晶體中就會產生位錯。 晶體中的位錯來源有二：一是在力場中通過成核和增殖產生的，二是籽晶遺傳的；不管位錯是后天產生的，還是先天遺傳的。只要位錯與生長界面相交，在生長過程中隨界面推移，位錯必然延伸，這是由伯格斯矢量守恒所決定的。 位錯線具有特殊的拓撲性質：它要么構成閉合的圈圈，要么延伸到晶體表面，絕不可能中斷在晶體之中。位錯線也可以分岔開來，分岔后的的兩根位錯線也必須遵守伯格斯矢量守恒和位錯線特殊的拓撲性質。 
 
三、 藍寶石位錯

        藍寶石晶體的純度在 99.99%~99.999% 之間，意味這晶體中存在大量的填隙原子和雜質原子，也就是點缺陷；這些點缺陷在力場中通過成核和增殖產生位錯——線缺陷。藍寶石襯底常常提起的 EPD ，其實就是位錯（線缺陷）與 C 面相交，并在 C 面上的投影。 


        如果晶體的材料的單晶性不好（與坩堝壁接觸的寄生成核），就會產生面缺陷，面缺陷與 C 面相交，并在 C 面上的投影就是襯底材料常常提起名詞——差排線。
 
四、 化學腐蝕藍寶石表面

        要想觀測藍寶石表面的位錯，必須要對表面進行化學腐蝕處理。 
 
       藍寶石晶體 (0001) 面和 (1120) 面的位錯腐蝕坑呈現不同的形狀是由晶體所屬的點群和晶體結構所決定的?；瘜W腐蝕劑的作用就是破壞晶體內部分子或原子間相互作用鍵，鍵合力較小的首先被破壞。 
 
       而在晶體生長過程中位錯也主要產生在相互鍵合較弱的分子或原子間。晶體生長時如果外界條件 ( 如生長速度的波動、熱振動、機械振動、結晶時固態 - 液態原子密度差異、結晶冷卻應力產生的晶格滑移等 ) 發生變化就容易造成晶格排列錯位。 
 
       晶體缺陷是處于能量較高的不穩定的非平衡狀態。因此在化學試劑作用下，缺陷處晶格原子首先與化學試劑發生作用，釋放出能量以達到平衡態，從而形成某種特定形狀的腐蝕圖像。 
   
五、 顯微鏡觀測藍寶石表面（全國獨家WDI顯微鏡）

        合能陽光采用我們自己研發的成熟工藝對藍寶石表面進行腐蝕。利用全國獨家的 WDI 顯微鏡對藍寶石表面進行觀測。（僅合能陽光可提供） 



        沒有腐蝕的表面可明顯看到多種不同的缺陷，表面質量不佳。橘皮，拋光劃痕，污染及表面凹坑都可清晰可見。 



        腐蝕后的表面， 100 及 200 倍觀測。拋光劃痕，位錯清晰可見。 1. 邊緣拋光度相對優于內部 .2. 邊緣劃痕嚴重，而內部位錯嚴重。 



        利用顯微鏡配備的軟件，對表面位錯密度進行了大概計算。備注：僅針對藍寶某一特定位置來說明， WDI 顯微鏡可以清晰觀測位錯和計算藍寶石位錯密度。 

 
        WDI 效果完全可媲美進口的 Olympus ！但是 WDI 顯微鏡性價比更高！ 
        備注：視場顏色由微分干涉調節波段決定。可根據環境變化調節到不同的觀測效果，觀測者可以自己決定最佳效果。 
 
六、 總結
        藍寶石的表面缺陷及位錯嚴重影響后續磊晶層的長晶品質，從而影響到 LED 的發光效率與壽命。是藍寶石拋光片不可逃避的關鍵檢測項目。 
 
        合能陽光的專家團隊可提供全面專業的藍寶石工藝指導，合能陽光的 WDI 顯微鏡可清晰觀測各種藍寶石表面缺陷，完全媲美進口顯微鏡，并且具有更高的性價比。為解決藍寶石表面檢測提供專門的檢測方案，打破了進口顯微鏡對行業的壟斷，減低行業的投資成本，并成為全國獨家可提供藍寶石工藝支持的檢測方案提供商。