曹霖霖，郭路广，袁巨龙，张翔，吕冰海，马毅，杭伟，赵萍

（浙江工业大学 a.超精密加工研究中心 b.机械工程学院，杭州 310014）

先进陶瓷材料具有极其出色的物理、化学性能，已被广泛应用于光电通讯、生物工程、人体仿生等高端技术领域[1]。其中，作为典型的先进陶瓷材料之一的蓝宝石（α-Al2O3）晶体，具有高硬度、高透光性、高热稳定性以及高耐腐蚀性等优良特性，因此在航空航天、高端武器领域以及民用光电领域都已得到大量应用[2-4]。国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）提出将高效节能、长寿命的半导体照明产品列入第一重点领域（能源）的第一优先主题。蓝宝石单晶作为应用较为广泛的氮化镓薄膜生长衬底材料（碳化硅、蓝宝石、氧化镁、氧化锌）之一，在发光二极管（简称LED）及大规模集成电路芯片中拥有不可替代的重要作用[5-13]。另外，蓝宝石也因其良好的透光性能与卓越的机械特性被广泛应用于窗口材料中[14-16]。

目前，我国半导体产业面临新形势，产业发展从过渡期步入成熟期，对最主要的LED 衬底材料产品质量的要求也更为严格。与此同时，随着我国从产业大国升级为产业强国，蓝宝石窗口材料的需求量也不断增长。因此，针对LED 衬底片与窗口材料的不同需求，不同晶体取向的蓝宝石材料特性、加工工艺等逐渐成为学者们研究的热点。蓝宝石是典型的各向异性晶体材料，不同晶体取向的蓝宝石在材料特性上存在着明显差异[17]。正因如此，可以使蓝宝石晶体在不同应用环境下根据其物理、化学性能发挥其各自优势。……