As noted, sapphire, GaN, and diamon

As noted, sapphire, GaN, and diamond are materials with an extremely high hardness and high thermal/chemical stability in comparison to existing and past substrate materials, and it is fair to say that substrate processing techniques for these materials will also be extremely difficult.
A.3. Case study I: CMP of sapphire
Sapphire substrates are presently in great demand because they are the main substrate for the fabrication of GaN-based optoelectronics devices [15], [16], [17] and [18]. In most cases, c-plane (0001) sapphire substrates are used for nitride epitaxy, and it is essential to prepare atomically well-controlled, damage-free surfaces to obtain high-performance epitaxial nitride films for devices such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs).
Figure A.3 shows three- and two-dimensional views of the unit cell of sapphire crystals, and the basic physical properties of sapphire are listed in Table A.2. Sapphire crystals belong to the trigonal system and have an axis of mirror rotation system of the sixth order , three axes of . The sapphire crystal lattice consists of bivalent oxygen ions and trivalent aluminum ions [19].

Figure A.3.
(a) Three- and (b) two-dimensional view of crystal structure of sapphire [20]
Figure options
Table A.2.
Physical Properties of Sapphire
Density (×103 kg/m3) 3.98
Crystallization system hexagonal
Compressive strength (GPa) 3.05–3.41
Hardness C⊥HK: 1525–1660
C// HK: 1670–2000
Young’s modulus (GPa) 363
Tensile strength (GPa) 0.49
Coefficient of thermal expansion (×10−6 K−1) C⊥: 5.0
C//: 6.7
Resistivity (Ω m) 1013
Table options
The typical wafering process, which starts from a ribbon-shaped sapphire crystal grown by the edge-defined, film-fed growth method, is shown in Figure A.4. A circular-shaped crystal almost 2 inches in size is drilled out from the ribbon, and the misorientation angle of the sapphire crystal is controlled using XRD. Because the misorientation angle strongly affects the growth mechanism of metal organic chemical vapor phase deposition (MOCVD)-grown GaN thin films, it is essential that it is corrected. (The effect of the misorientation angle on nitride epitaxy and LED performance has been described in detail elsewhere [22], [23], [24], [25],[26] and [27]). A two-step lapping process is then applied to the crystal using, for example, 2- and 0.5-μm diamond abrasives, which is followed by CMP with colloidal silica in an alkaline solution to obtain a surface free of scratches and damage.

Figure A.4.
Typical wafering process to create a sapphire substrate [21]
Figure options
The typical surface conditions after CMP under the typical polishing conditions given in Table A.3 are shown in Figure A.5. Over the 5 × 5 μm2 area of the substrate in the AFM image in Figure A.5, the surface roughness Ra is 0.08 nm; markedly smooth surfaces have been demonstrated by using CMP with a colloidal silica slurry [21]. It might be surprising that softer SiO2 particles are able to remove the harder sapphire material, but the polishing of sapphire proceeds through an intermediate product, aluminum silicate dehydrate, as shown by the following chemical reaction [2]:
Al2O3+2SiO2+2H2O→Al2Si2O7⋅2H2O
Turn MathJaxon

Table A.3.
Polishing Conditions for Sapphire
Platen rotation speed (rpm) 50
Carrier rotation speed (rpm) 40
Applied pressure (kg/cm2) 0.3
Diameter of platen (mm) 380
Polishing pad type Suede type
Slurry type Colloidal silica
Slurry pH 10.5
Abrasive particle size (nm) 40
Abrasive concentration (%) 20
Table options

Figure A.5.
Atomically flat sapphire substrate finished by CMP process: (a) AFM image of 5 × 5 μm2 area and (b) cross-sectional image of A–A’ line [22]
Figure options
We previously presented theoretical calculations of the surface conditions after CMP [21] and [28]. Figure A.6a illustrates the theoretical consideration of an ideal atomic structure of a sapphire crystals with a single bilayer step. The simplified model of a miscut sapphire surface is shown as a sphere with a radius equal to 1/6 of the c-axis of sapphire [20] and [29]. Figure A.6b and c show the cross-section of the modeled misoriented sapphire crystals in detail. When the surface consisting of a single bilayer structure corresponding to the periodical step-and-terrace structure is modeled as shown in Figure A.6b, therelationship between the misorientation angle θ, terrace width w, and step height h is given by
equation(A.3)

Turn MathJaxon


Figure A.6.
Ideal surface model of atomic step-and-terrace structure due to misorientation: (a) three-dimensional image, (b) cross-sectional image of atomic steps, and (c) enlarged image of cross-section for the calculation of theoretical surface roughness [22]

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตามที่ระบุไว้ แซฟไฟร์ ย่าน และเพชรเป็นวัสดุมีความแข็งสูงมากและความร้อน/เคมีมีเสถียรภาพสูง โดยวัสดุพื้นผิวที่มีอยู่ และที่ผ่านมา และมันมีความเป็นธรรมว่าพื้นผิวนั้นประมวลผลเทคนิควัสดุเหล่านี้จะเป็นเรื่องยากมากA.3 การกรณีศึกษา i: CMP ของแซฟไฟร์แซฟไฟร์มีปัจจุบันต้องการอย่างมากเนื่องจากมีพื้นผิวหลักสำหรับผลิตใยแก้วนำแสงตามย่านอุปกรณ์ [15], [16], [17] [18] และ ในกรณีส่วนใหญ่ ใช้เครื่องบิน c (0001) แซฟไฟร์พื้นผิวสำหรับ nitride epitaxy และความสำคัญของการเตรียมพื้นผิวควบคุมห้อง atomically ปราศจากความเสียหายเพื่อขอรับฟิล์ม nitride epitaxial ประสิทธิภาพสูงสำหรับอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นไดโอดได้เปล่ง–แสง (Led) และเลเซอร์ไดโอดได้ (แอลดีเอส)รูป A.3 แสดง dimensional สาม และทูวิวของหน่วยเซลล์ของผลึกแซฟไฟร์ และคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของแซฟไฟร์อยู่ในตาราง A.2 แซฟไฟร์ผลึกอยู่ในระบบ trigonal และมีระบบหมุนกระจกสั่งหก แกนสามแกนของ โครงตาข่ายประกอบคริสตัลแซฟไฟร์ประกอบด้วยออกซิเจน bivalent ประจุและประจุอะลูมิเนียม trivalent [19] รูป A.3 (ก) สามและ (ข) สองมุมมองของโครงสร้างผลึกของแซฟไฟร์ [20]ตัวเลือกรูปตาราง A.2คุณสมบัติทางกายภาพของแซฟไฟร์ความหนาแน่น (× 103 kg/m3) 3.98ระบบตกผลึกหกเหลี่ยมแรง compressive (GPa) 3.05 – 3.41ความแข็งที่ C⊥HK: กลึง – ค.ศ. 1660C / / HK: 1670-2000โมดูลัสของยัง (GPa) 363ความต้านแรงดึง (GPa) 0.49สัมประสิทธิ์ของการขยายตัว (× 10−6 K−1) C⊥: 5.0C / /: 6.7ความต้านทาน (Ω m) 1013ตัวเลือกตารางกระบวนการทั่วไป wafering ซึ่งเริ่มต้นจากเป็นรูปริบบิ้นแซฟไฟร์คริสตัลโดยวิธี กำหนดขอบ ฟิล์มเลี้ยงเจริญเติบโต เป็นแสดงในรูป A.4 เป็นรูปทรงกลมคริสตัลขนาดเกือบ 2 นิ้วจะเจาะออกจาก ribbon และควบคุมมุม misorientation ของคริสตัลแซฟไฟร์ใช้ XRD เนื่องจากมุม misorientation อย่างยิ่งมีผลต่อกลไกการเจริญเติบโตของโลหะอินทรีย์เคมีไอระยะสะสม (MOCVD) -ปลูกฟิล์มบาง ๆ กัน มันเป็นสิ่งสำคัญที่มันจะถูกแก้ไข (ผลของ misorientation ที่มุมบน nitride epitaxy และประสิทธิภาพการทำงานของ LED ได้ถูกอธิบายในรายละเอียดอื่น ๆ [22], [23], [24], [25], [26] และ [27]) แล้วมีใช้สองขั้นตอนซัดกับคริสตัลที่ใช้ ตัวอย่าง การกัดกร่อนไดมอนด์ 2 - และ 0.5-μm ที่อยู่ตาม ด้วย CMP กับซิลิก้า colloidal ในละลายด่างเพื่อให้ได้พื้นผิวไม่รอยขีดข่วนและความเสียหาย รูป A.4 ปกติ wafering กระบวนการการสร้างพื้นผิวที่แซฟไฟร์ [21]ตัวเลือกรูปสภาพผิวปกติหลังจาก CMP ภายใต้เงื่อนไขขัดทั่วไปที่กำหนดในตาราง A.3 จะแสดงในรูป A.5 กว่า 5 × 5 μm2 บริเวณของพื้นผิวในภาพ AFM ในรูป A.5 ความเรียบผิวที่ Ra เป็น 0.08 nm มีการแสดงอย่างเด่นชัดบนพื้นผิว โดย CMP ด้วยสารละลายซิลิก้า colloidal [21] มันอาจจะน่าแปลกใจว่า นุ่ม SiO2 อนุภาคจะเอาวัสดุแซฟไฟร์ยาก แต่ขัดของแซฟไฟร์ดำเนินผ่านผลิตภัณฑ์การกลาง อะลูมิเนียมซิลิเก dehydrate แสดง โดยปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้ [2]:Al2O3 2SiO2 + 2H2O→Al2Si2O7⋅2H2Oเปิด MathJaxon ตาราง A.3ขัดเงื่อนไขสำหรับแซฟไฟร์บนแท่นกระจกหมุนความเร็ว (รอบต่อนาที) 50ความเร็วการหมุนของบริษัทขนส่ง (rpm) 40ใช้ความดัน (kg/cm2) 0.3เส้นผ่านศูนย์กลางบนแท่นกระจก (mm) 380ชนิดแผ่นรองขัดชนิดหนังนิ่มชนิดสารละลายซิลิก้า Colloidalสารละลาย pH 10.5ขนาดอนุภาค abrasive (nm) 40ความเข้มข้น abrasive (%) 20ตัวเลือกตาราง รูป A.5 Atomically แบนแซฟไฟร์พื้นผิวด้วยกระบวนการ CMP: AFM (ก) ภาพของ 5 × 5 μm2 ที่ตั้งและรูป (ข) เหลวของ A – A' บรรทัด [22]ตัวเลือกรูปเราก่อนหน้านี้แสดงการคำนวณทฤษฎีเงื่อนไขผิว CMP [21] และ [28] A.6a รูปแสดงการพิจารณาทฤษฎีของโครงสร้างอะตอมเหมาะของคริสตัลแซฟไฟร์ด้วยขั้นตอนเดียว bilayer มีแสดงรูปแบบภาษาของพื้นผิวแซฟไฟร์ miscut เป็นทรงกลมมีรัศมีเท่ากับ 1/6 ของแกน c ของแซฟไฟร์ [20] และ [29] รูป A.6b และ c แสดงระหว่างส่วนของคริสตัลแซฟไฟร์ misoriented การสร้างแบบจำลองในรายละเอียด เมื่อจำลองพื้นผิวที่ประกอบด้วยโครงสร้างเดียว bilayer ที่สอดคล้องกับโครงสร้างขั้นตอน และระเบียงเป็นครั้งคราวดังแสดงในรูป A.6b, therelationship misorientation มุมθ ระเบียงกว้าง w และขั้นสูง h ถูกกำหนดโดยequation(A.3) เปิด MathJaxon รูป A.6 รุ่นเหมาะผิวของโครงสร้างขั้นตอน และระเบียงอะตอมเนื่องจาก misorientation: ภาพ (ก) แบบสามมิติ รูป (ข) เหลวตอนอะตอม และ (ค) ขยายภาพของระหว่างส่วนสำหรับการคำนวณของความหยาบผิวทฤษฎี [22]

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ดังที่ระบุไว้, ไพลิน, กานและเพชรเป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงมากและเสถียรภาพทางความร้อน / สารเคมีสูงเมื่อเทียบกับที่มีอยู่และวัสดุพื้นผิวที่ผ่านมาและมันไม่ยุติธรรมที่จะบอกว่าเทคนิคการประมวลผลพื้นผิววัสดุเหล่านี้จะเป็นเรื่องยากมาก
A.3 ศึกษากรณี I: ซีเอ็มพีของพลอย
ไพลินพื้นผิวที่เป็นปัจจุบันในความต้องการที่ดีเพราะพวกเขาเป็นสารตั้งต้นสำหรับการผลิตหลักของกานตามอุปกรณ์ใยแก้วนำแสง [15] [16] [17] และ [18] ในกรณีส่วนใหญ่คระนาบ (0001) ไพลินพื้นผิวที่ใช้สำหรับการ epitaxy ไนไตรด์และมันก็เป็นสิ่งจำเป็นในการเตรียมความพร้อมอะตอมมีการควบคุมพื้นผิวความเสียหายที่จะได้รับฟรีที่มีประสิทธิภาพสูงภาพยนตร์ epitaxial ไนไตรด์สำหรับอุปกรณ์เช่นไดโอดเปล่งแสง ( LEDs) และเลเซอร์ไดโอด (เอส).
A.3 รูปที่แสดงให้เห็นถึงสามและมุมมองของหน่วยเซลล์สองมิติของผลึกไพลินและคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของไพลินมีการระบุไว้ในตารางที่ A.2 คริสตัลแซฟไฟร์อยู่ในระบบสามเหลี่ยมและมีแกนหมุนของระบบกระจกของการสั่งซื้อที่หกสามแกนของ ตาข่ายคริสตัลแซฟไฟร์ประกอบด้วยออกซิเจนไอออน bivalent อลูมิเนียมและไอออน trivalent [19]. A.3 รูป. (ก) สามและ (ข) มุมมองสองมิติของโครงสร้างผลึกของไพลิน [20] รูปที่ตัวเลือกA.2 ตารางคุณสมบัติทางกายภาพของไพลินความหนาแน่น (× 103 kg / m3) 3.98 ระบบการตกผลึกหกเหลี่ยมความแรงอัด (GPA) 3.05-3.41 แข็งC⊥HK: 1525-1660 C // ฮ่องกง: 1,670-2,000 โมดูลัสของหนุ่ม (GPA) 363 ความต้านแรงดึง (จีพี ) 0.49 ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อน (× 10-6 K-1) C⊥: 5.0 C //: 6.7 ความต้านทาน (Ωเมตร) 1,013 ตัวเลือกตารางกระบวนการ wafering ทั่วไปซึ่งเริ่มต้นจากคริสตัลแซฟไฟร์ริบบิ้นที่มีรูปทรงเติบโตขึ้นโดยขอบ -defined วิธีการเจริญเติบโตของภาพยนตร์ที่เลี้ยงจะถูกแสดงในรูป A.4 คริสตัลรูปวงกลมเกือบ 2 นิ้วในขนาดเจาะออกจากริบบิ้นและมุม misorientation ของคริสตัลแซฟไฟร์ที่มีการควบคุมการใช้ XRD เพราะมุม misorientation อย่างมากส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของกลไกการสะสมไอเฟสอินทรีย์เคมีโลหะ (MOCVD) -grown กานฟิล์มบางมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะมีการแก้ไข (ผลของมุม misorientation ใน epitaxy ไนไตรด์และประสิทธิภาพการทำงานไฟ LED ได้รับการอธิบายในรายละเอียดอื่น ๆ [22] [23] [24], [25], [26] และ [27]) สองขั้นตอนขั้นตอนการขัดจะถูกนำไปใช้แล้วคริสตัลโดยใช้ตัวอย่างเช่น 2 และเพชร 0.5 ไมครอนขัด, ซึ่งตามมาด้วยซีเอ็มพีที่มีซิลิกาคอลลอยด์ในสารละลายด่างที่จะได้รับฟรีของพื้นผิวรอยขีดข่วนและความเสียหาย. เต็มตัว 0.4. โดยทั่วไปกระบวนการ wafering การสร้างพื้นผิวไพลิน [21] ตัวเลือกรูปที่สภาพพื้นผิวทั่วไปหลังจากที่ซีเอ็มพีภายใต้เงื่อนไขที่ขัดทั่วไปในตาราง A.3 จะแสดงในรูป A.5 กว่า 5 × 5 μm2พื้นที่ของพื้นผิวในภาพ AFM ใน A.5 รูปพื้นผิวที่ขรุขระราเป็น 0.08 นาโนเมตร; พื้นผิวเรียบที่โดดเด่นได้รับการแสดงให้เห็นโดยใช้ CMP กับสารละลายซิลิกาคอลลอยด์ [21] มันอาจจะเป็นที่น่าแปลกใจว่าอนุภาค SiO2 นุ่มสามารถที่จะเอาวัสดุไพลินยาก แต่ขัดของเงินไพลินผ่านผลิตภัณฑ์กลางอะลูมิเนียมซิลิเกตคายน้ำที่แสดงโดยปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้ [2]: Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O → Al2Si2O7 ⋅2H2O เปิด MathJaxon A.3 ตาราง. เงื่อนไขสำหรับขัดไพลินความเร็วในการหมุนแผ่น (รอบต่อนาที) 50 ความเร็วในการหมุน Carrier (รอบต่อนาที) 40 ความดันประยุกต์ (กก. / cm2) 0.3 เส้นผ่าศูนย์กลางของลูกกลิ้ง (mm) 380 ชนิดแผ่นขัดชนิดหนังประเภทถนนลาดยาง Colloidal ซิลิกาค่า pH 10.5 ถนนลาดยางขนาดอนุภาคขัดเมตร (nm) 40 ความเข้มข้นขัด (%) 20 ตารางตัวเลือกรูป A.5. อะตอมพื้นผิวไพลินแบนเสร็จสิ้นตามกระบวนการ CMP (ก) ภาพ AFM 5 × 5 μm2พื้นที่และ (ข) ข้าม ภาพขวางของ-สาย [22] ตัวเลือกรูปที่เรานำเสนอไปก่อนหน้านี้การคำนวณทางทฤษฎีของสภาพผิวหลังจากที่ซีเอ็มพี [21] และ [28] รูป A.6a แสดงให้เห็นถึงการพิจารณาทางทฤษฎีของโครงสร้างอะตอมในอุดมคติของคริสตัลแซฟไฟร์ด้วยขั้นตอนเดียว bilayer รูปแบบที่เรียบง่ายของพื้นผิวไพลิน miscut จะปรากฏเป็นรูปทรงกลมที่มีรัศมีเท่ากับ 1/6 ของ c-แกนของไพลิน [20] และ [29] รูป A.6b และ c แสดงข้ามส่วนของคริสตัลแซฟไฟร์ misoriented รูปแบบในรายละเอียด เมื่อพื้นผิวประกอบด้วยโครงสร้าง bilayer เดียวที่สอดคล้องกับโครงสร้างระยะขั้นตอนและเทอเรสเป็นแบบจำลองดังแสดงในรูป A.6b, therelationship ระหว่างθ misorientation มุมกว้างระเบียงกว้างและความสูงชั่วโมงขั้นตอนที่จะได้รับจากสมการ ( 0.3) เปิด MathJaxon A.6 รูป. รูปแบบพื้นผิวในอุดมคติของอะตอมโครงสร้างขั้นตอนและเทอเรสเนื่องจาก misorientation (ก) ภาพสามมิติ (ข) ภาพตัดขวางของขั้นตอนอะตอมและ (ค) ภาพขยาย ของ cross-section ในการคำนวณพื้นผิวที่ขรุขระทฤษฎี [22]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตามที่ระบุไว้ , พลอย , กาน , และเพชรเป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงมากและเสถียรภาพทางความร้อน / เคมีสูงในการเปรียบเทียบกับที่มีอยู่และที่ผ่านมาวัสดุพื้นผิวและมันยุติธรรมกล่าวว่า เทคนิคการประมวลผลพื้นผิววัสดุเหล่านี้จะยากมาก
A.3 . กรณีศึกษา : ซีเอ็มพี
ของแซฟไฟร์ไพลิน ทำให้เป็นปัจจุบันในความต้องการที่ดีเพราะพวกเขามีสารอาหารหลักสำหรับการผลิตของกานจากออปโตอิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์ [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] และ [ 18 ] ในกรณีส่วนใหญ่ c-plane ( 001 ) จะใช้สำหรับการสร้างพื้นผิวพลอยด์และมันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเตรียม atomically ควบคุมดีความเสียหายของพื้นผิวไนไตรด์ภาพยนตร์ฟรีเพื่อให้ได้ epitaxial ประสิทธิภาพสูงสำหรับอุปกรณ์เช่นไดโอดเปล่งแสง ( LEDs ) และเลเซอร์ไดโอด ( LDS ) .
รูป A.3 แสดงสาม - สองมิติมุมมองของหน่วยเซลล์ของคริสตัลแซฟไฟร์และคุณสมบัติทางกายภาพเบื้องต้นของพลอยอยู่ในโต๊ะ a.2 .ผลึกพลอยเป็นของระบบสามเส้า และแกนของระบบหมุนกระจกลำดับที่หก สามแกนของ แซฟไฟร์แลตทิซผลึกประกอบด้วยออกซิเจนไอออนไบวาเลนท์และไอออนอลูมิเนียมสาม [ 19 ] .

รูป A.3 .
( A ) และ ( B ) สาม - มิติมุมมองของโครงสร้างผลึกของนิล [ 20 ]


รูปที่ตัวเลือกตาราง a.2 . คุณสมบัติทางกายภาพของความหนาแน่น ไพลิน
( × 103 kg / m3 ) 3 .98 ระบบผลึกหกเหลี่ยม

กำลังรับแรงอัด ( GPA ) 3.05 - 3.41
ความแข็ง C ⊥ HK : เดือน– 1660
c / / HK : 1670 – 2000
ยังโมดูลัส ( GPA ) 363
แรง ( GPA ) 0.49
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ( × 10 − 6 K − 1 ) C ⊥ : 5.0
/ /
c : 6.7 ค่าความต้านทาน ( Ω M ) ตัวเลือกตาราง 1013

กระบวนการ wafering ทั่วไปซึ่งเริ่มจากริบบิ้นรูปคริสตัลแซฟไฟร์ที่ปลูกตามขอบระบุภาพยนตร์ที่ได้รับวิธีการแสดงไว้ในรูป a.4 . วงกลมรูปคริสตัล เกือบ 2 นิ้ว ขนาดเจาะออกมาจากริบบิ้น และ misorientation มุมของคริสตัลแซฟไฟร์ถูกควบคุมโดยใช้ XRD . เพราะ misorientation มุมอย่างยิ่งมีผลต่อการเจริญเติบโตกลไกโลหะอินทรีย์ไอสารเคมีสะสม ( mocvd ) ระยะปลูกฟิล์มบาง GaN จำเป็นที่จะต้องมีการแก้ไข( ผลของมุมใน misorientation ด์ในประเทศไทยและนำการแสดงได้รับการอธิบายในรายละเอียดอื่น ๆ [ 22 ] [ 23 ] , [ 24 ] , [ 25 ] [ 26 ] และ [ 27 ] ) เป็นสองขั้นตอนกระบวนการขัดแล้วใช้กับคริสตัล ใช้ ตัวอย่าง ที่ 2 - 0 - μ M เพชรขัดซึ่งเป็นตาม CMP กับซิลิกาคอลลอยด์ในสารละลายด่างเพื่อให้ได้พื้นผิวฟรี

รอยขีดข่วนและความเสียหายรูป a.4 .
ปกติ wafering กระบวนการเพื่อสร้างพื้นผิว ไพลิน [ 21 ]

รูปตัวเลือกทั่วไปผิวเงื่อนไขหลังจากซีเอ็มพี ภายใต้เงื่อนไขที่ระบุในแบบขัดโต๊ะ A.3 จะแสดงในรูปที่ a.5 . ผ่าน 5 × 5 μตารางเมตรพื้นที่ของพื้นผิวในรูป AFM ในรูป a.5 พื้นผิวขรุขระ ราเป็น 0.08 nm ;อย่างเรียบพื้นผิวได้รับการพิสูจน์โดยใช้ CMP กับสารละลายซิลิกาคอลลอยด์ [ 21 ] มันอาจจะน่าแปลกใจที่เบา พ่นอนุภาคจะสามารถเอาวัสดุหนัก ไพลิน แต่ขัดเงิน ไพลิน ผ่านผลิตภัณฑ์ที่เป็นสื่อกลาง , อลูมิเนียมซิลิเคตอบแห้ง , ที่แสดงโดยปฏิกิริยาทางเคมีดังต่อไปนี้ [ 2 ] :
Al2O3 2sio2 2H2O-dx → keyboard - key - name al2si2o7 ⋅ 2H2O-dx mathjaxon


เปิดตาราง A.3
ขัดเงื่อนไข ไพลิน
Platen ความเร็วรอบ ( RPM ) ความเร็วรอบ ( RPM ) ผู้ให้บริการ 50

ใช้แรงดัน 40 ( กก. / ตร. ซม. ) 0.3
เส้นผ่าศูนย์กลางของลูกกลิ้ง ( มม. ) 380
แผ่นขัดชนิดหนังกลับชนิดสารละลายประเภทซิลิกาคอลลอยด์น้ำ


ขนาดอนุภาคทราย pH 10.5 ( nm ) 40
ขัดสมาธิ ( % ) 20


รูปที่ a.5 ตารางตัวเลือก .
( atomically แบนพลอยเสร็จกระบวนการประสิทธิภาพ :( ก ) AFM ภาพของ 5 × 5 μ m2 พื้นที่และ ( ข ) แบบในรูปของโครงการ ' บรรทัด [ 22 ]

เราเคยเสนอทฤษฎีว่าตัวเลือกการคำนวณพื้นผิวเงื่อนไขหลังจากซีเอ็มพี [ 21 ] และ [ 28 ] รูป a.6a แสดงทฤษฎีพิจารณาอุดมคติอะตอมโครงสร้างของผลึกพลอยกับขั้นตอนสองชั้นเดียวการประยุกต์แบบจำลองของ miscut แซฟไฟร์ ผิวจะปรากฏเป็นทรงกลมที่มีรัศมีเท่ากับ 1 / 6 ของ c-axis ของไพลิน [ 20 ] และ [ 29 ] รูป a.6b และ C แสดงภาคตัดขวางของแบบจำลอง misoriented คริสตัลแซฟไฟร์ในรายละเอียด เมื่อพื้นผิวที่ประกอบด้วยเดี่ยวสองชั้นโครงสร้างที่สอดคล้องกับโครงสร้าง ขั้นตอน และระเบียงตามแบบที่แสดงในรูปที่ a.6b ,ความสัมพันธ์ระหว่าง misorientation มุมθ , ระเบียงกว้าง W และ H ความสูงขั้นตอนจะได้รับโดยสมการ ( A.3 )





รูปที่ a.6 เปิด mathjaxon .
ผิวที่เหมาะรูปแบบอะตอม ขั้นตอนและระเบียงโครงสร้างเนื่องจาก misorientation : ( a ) ภาพสามมิติ ( ข ) ภาพหน้าตัดของขั้นตอนของอะตอม และ ( c ) ขยายภาพตัดขวางสำหรับการคำนวณทางทฤษฎี [ 22 ]
ผิวหยาบกร้าน