氧化镓的研磨与抛光

实验材料：尺寸为10×10×4.5mm的氧化镓

      氧化镓的别名是三氧化二镓，Ga2O3是一种透明的氧化物半导体材料，在光电子器件方面有广阔的应用前景，被用作于Ga基半导体材料的绝缘层，以及紫外线滤光片。主要用于电子工业半导体材料制备。

实验设备：U-NIPOL802自动精密研磨抛光机、MTI-3040加热平台、GPC-50A精确磨抛控制仪

实验所用耗材：

实验目的：将透明氧化镓方块研磨并抛光

实验过程：

      试样的固定：将至少三个氧化镓试样块与GPC-50A的载样块一同放到MTI-3040加热平台上进行预热，当二者表面温度达到80℃（石蜡的熔化温度）左右之后将石蜡涂在试样和载样块之间。需要注意的是，三个试样需在载样块表面对称放置，以免因试样偏置而使试样磨偏。然后将载样块和试样一同从加热平台上移下，放置到旁边的平台上进行冷却，待二者冷却到室温后试样被牢牢固定在载样块表面。然后将固定有试样的载样块安装到GPC-50A精确磨抛控制仪上，安装后将精确磨抛控制仪放到研磨盘上准备对试样进行研磨。固定在载样块上的试样如图3（1）所示，放置到研磨盘上进行研磨的试样如图3（2）所示：

      在对试样进行研磨时，为了得到光亮细腻的表面，应从小至大使用不同粒度的磨料逐渐进行研磨。所使用的研磨盘为带沟槽的铸铁研磨盘。首先使用颗粒度为W28的刚玉磨料对试样研磨20min；然后使用颗粒度为W14的刚玉磨料对试样研磨10min；最后使用颗粒度为W7的刚玉磨料对试样研磨10min。在整个研磨过程中，所使用的配重为0.75kg的压块。每个粒度的磨料研磨后都要用清水将试样和研磨盘完全冲洗干净，以免上一道工序的磨料对接下来的研磨造成污染。研磨中的试样如图3（2）所示：

      在最后一种粒度的研磨微粉研磨完试样后将铸铁研磨盘更换成抛光盘并使用抛光液对试样进行抛光，抛光中的试样如图4所示，抛光所用的抛光液为50nm的二氧化硅抛光液，抛光所用时间为20min，抛光布为金丝绒抛光布。抛光过程中要保持抛光布表面处于湿润的状态，抛光后的试样用清水冲洗干净。抛光后的试样如图5所示，可见，对试样的一面抛光后试样表面光亮无划痕，试样的通透度明显增加，试样未发生磨偏和边缘倒棱的现象，说明研磨后的试样表面平行度好，表面精度高。整个研磨抛光的实验过程所用的时间较短，且可以一次同时制备多个试样，节省了人力和制备试样的时间。