संवर्धित वास्तविकता (एआर) तकनीक के तेज़ी से विकास के साथ, एआर तकनीक के एक महत्वपूर्ण वाहक के रूप में स्मार्ट ग्लास, धीरे-धीरे अवधारणा से वास्तविकता की ओर बढ़ रहे हैं। हालाँकि, स्मार्ट ग्लास के व्यापक रूप से अपनाए जाने में अभी भी कई तकनीकी चुनौतियाँ हैं, खासकर डिस्प्ले तकनीक, वज़न, ऊष्मा अपव्यय और ऑप्टिकल प्रदर्शन के संदर्भ में। हाल के वर्षों में, एक उभरती हुई सामग्री के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) का विभिन्न पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों और मॉड्यूल में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। अब यह एआर ग्लास के क्षेत्र में एक प्रमुख सामग्री के रूप में अपनी जगह बना रहा है। सिलिकॉन कार्बाइड का उच्च अपवर्तनांक, उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय गुण और उच्च कठोरता, अन्य विशेषताओं के साथ, एआर ग्लास की डिस्प्ले तकनीक, हल्के डिज़ाइन और ऊष्मा अपव्यय में इसके अनुप्रयोग की महत्वपूर्ण क्षमता दर्शाते हैं। हम प्रदान कर सकते हैंSiC वेफर, जो इन क्षेत्रों में सुधार लाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। नीचे, हम यह पता लगाएंगे कि सिलिकॉन कार्बाइड अपने गुणों, तकनीकी सफलताओं, बाज़ार अनुप्रयोगों और भविष्य की संभावनाओं के संदर्भ में स्मार्ट ग्लासों में कैसे क्रांतिकारी बदलाव ला सकता है।
सिलिकॉन कार्बाइड के गुण और लाभ
सिलिकॉन कार्बाइड एक विस्तृत बैंडगैप अर्धचालक पदार्थ है जिसमें उच्च कठोरता, उच्च तापीय चालकता और उच्च अपवर्तनांक जैसे उत्कृष्ट गुण होते हैं। ये विशेषताएँ इसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, ऑप्टिकल उपकरणों और तापीय प्रबंधन में व्यापक उपयोग की क्षमता प्रदान करती हैं। विशेष रूप से स्मार्ट ग्लास के क्षेत्र में, सिलिकॉन कार्बाइड के लाभ मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:
उच्च अपवर्तनांक: सिलिकॉन कार्बाइड का अपवर्तनांक 2.6 से अधिक होता है, जो रेज़िन (1.51-1.74) और काँच (1.5-1.9) जैसी पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक है। उच्च अपवर्तनांक का अर्थ है कि सिलिकॉन कार्बाइड प्रकाश संचरण को अधिक प्रभावी ढंग से बाधित कर सकता है, जिससे प्रकाश ऊर्जा का ह्रास कम होता है, जिससे डिस्प्ले की चमक और दृश्य क्षेत्र (FOV) में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, मेटा के ओरियन AR ग्लास सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक का उपयोग करते हैं, जिससे 70-डिग्री का दृश्य क्षेत्र प्राप्त होता है, जो पारंपरिक काँच सामग्रियों के 40-डिग्री के दृश्य क्षेत्र से कहीं अधिक है।
उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय: सिलिकॉन कार्बाइड की तापीय चालकता साधारण काँच की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक होती है, जिससे ऊष्मा का तीव्र संचरण संभव होता है। ऊष्मा अपव्यय AR चश्मों के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दा है, खासकर उच्च-चमक वाले डिस्प्ले और लंबे समय तक उपयोग के दौरान। सिलिकॉन कार्बाइड लेंस ऑप्टिकल घटकों द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को शीघ्रता से स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे उपकरण की स्थिरता और जीवनकाल बढ़ जाता है। हम SiC वेफर प्रदान कर सकते हैं जो ऐसे अनुप्रयोगों में प्रभावी तापीय प्रबंधन सुनिश्चित करता है।
उच्च कठोरता और घिसाव प्रतिरोधकता: सिलिकॉन कार्बाइड ज्ञात सबसे कठोर पदार्थों में से एक है, हीरे के बाद दूसरे स्थान पर। यह सिलिकॉन कार्बाइड लेंसों को अधिक घिसाव प्रतिरोधी बनाता है और उन्हें रोज़मर्रा के उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है। इसके विपरीत, काँच और रेज़िन पदार्थों पर खरोंच लगने की संभावना अधिक होती है, जिससे उपयोगकर्ता का अनुभव प्रभावित होता है।
इंद्रधनुष-विरोधी प्रभाव: एआर ग्लास में पारंपरिक काँच सामग्री इंद्रधनुषी प्रभाव उत्पन्न करती है, जहाँ परिवेशी प्रकाश वेवगाइड सतह से परावर्तित होकर गतिशील रंगीन प्रकाश पैटर्न बनाता है। सिलिकॉन कार्बाइड ग्रेटिंग संरचना को अनुकूलित करके इस समस्या को प्रभावी ढंग से दूर कर सकता है, जिससे डिस्प्ले की गुणवत्ता में सुधार होता है और वेवगाइड सतह पर परिवेशी प्रकाश के परावर्तन के कारण होने वाले इंद्रधनुषी प्रभाव को समाप्त किया जा सकता है।
एआर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड की तकनीकी सफलता
हाल के वर्षों में, एआर चश्मों में सिलिकॉन कार्बाइड की तकनीकी सफलताएँ मुख्य रूप से विवर्तन वेवगाइड लेंस के विकास पर केंद्रित रही हैं। विवर्तन वेवगाइड एक डिस्प्ले तकनीक है जो प्रकाश के विवर्तन परिघटना को वेवगाइड संरचनाओं के साथ जोड़कर लेंस में ग्रेटिंग के माध्यम से ऑप्टिकल घटकों द्वारा उत्पन्न छवियों को प्रसारित करती है। इससे लेंस की मोटाई कम हो जाती है, जिससे एआर चश्मे सामान्य चश्मे जैसे दिखते हैं।
अक्टूबर 2024 में, मेटा (पूर्व में फेसबुक) ने अपने ओरियन एआर ग्लास में माइक्रोएलईडी के साथ सिलिकॉन कार्बाइड-एच्ड वेवगाइड का उपयोग शुरू किया, जिससे दृश्य क्षेत्र, भार और ऑप्टिकल कलाकृतियों जैसे क्षेत्रों में प्रमुख अड़चनें दूर हुईं। मेटा के ऑप्टिकल वैज्ञानिक पास्कुअल रिवेरा ने कहा कि सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक ने एआर ग्लास की डिस्प्ले क्वालिटी को पूरी तरह से बदल दिया है, जिससे अनुभव "डिस्को-बॉल जैसे इंद्रधनुषी प्रकाश धब्बों" से बदलकर "कॉन्सर्ट हॉल जैसे शांत अनुभव" में बदल गया है।
दिसंबर 2024 में, XINKEHUI ने दुनिया का पहला 12-इंच उच्च-शुद्धता वाला अर्ध-इन्सुलेटिंग सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट सफलतापूर्वक विकसित किया, जो बड़े आकार के सब्सट्रेट के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता है। यह तकनीक AR ग्लास और हीट सिंक जैसे नए उपयोग के मामलों में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग को गति प्रदान करेगी। उदाहरण के लिए, एक 12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर AR ग्लास लेंस के 8-9 जोड़े बना सकता है, जिससे उत्पादन क्षमता में उल्लेखनीय सुधार होता है। हम AR ग्लास उद्योग में ऐसे अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए SiC वेफर प्रदान कर सकते हैं।
हाल ही में, सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट आपूर्तिकर्ता XINKEHUI ने माइक्रो-नैनो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण कंपनी MOD MICRO-NANO के साथ साझेदारी की है ताकि AR डिफ्रेक्शन वेवगाइड लेंस तकनीक के विकास और बाज़ार प्रचार पर केंद्रित एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया जा सके। सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट में अपनी तकनीकी विशेषज्ञता के साथ, XINKEHUI, MOD MICRO-NANO के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले सब्सट्रेट प्रदान करेगा, जो माइक्रो-नैनो ऑप्टिकल तकनीक और AR वेवगाइड प्रोसेसिंग में अपने लाभों का लाभ उठाकर डिफ्रेक्शन वेवगाइड के प्रदर्शन को और बेहतर बनाएगा। इस सहयोग से AR चश्मों में तकनीकी सफलताओं में तेज़ी आने की उम्मीद है, जिससे उद्योग को बेहतर प्रदर्शन और हल्के डिज़ाइनों की ओर बढ़ने में मदद मिलेगी।
2025 SPIE AR|VR|MR प्रदर्शनी में, MOD MICRO-NANO ने अपनी दूसरी पीढ़ी के सिलिकॉन कार्बाइड AR ग्लास लेंस प्रस्तुत किए, जिनका वजन केवल 2.7 ग्राम है और मोटाई केवल 0.55 मिलीमीटर है, जो नियमित धूप के चश्मे से हल्का है, जो उपयोगकर्ताओं को लगभग अगोचर पहनने का अनुभव प्रदान करता है, जिससे वास्तव में "हल्का" डिज़ाइन प्राप्त होता है।
एआर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग मामले
सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड्स की निर्माण प्रक्रिया में, मेटा की टीम ने स्लैंटेड एचिंग तकनीक की चुनौतियों का सामना किया। अनुसंधान प्रबंधक निहार मोहंती ने बताया कि स्लैंटेड एचिंग एक गैर-पारंपरिक ग्रेटिंग तकनीक है जो प्रकाश युग्मन और वियुग्मन दक्षता को अनुकूलित करने के लिए एक झुके हुए कोण पर रेखाएँ खोदती है। इस सफलता ने एआर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड को व्यापक रूप से अपनाने की नींव रखी।
मेटा के ओरियन एआर ग्लास, एआर में सिलिकॉन कार्बाइड तकनीक का एक प्रतिनिधि अनुप्रयोग हैं। सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक का उपयोग करके, ओरियन 70-डिग्री का दृश्य क्षेत्र प्राप्त करता है और घोस्टिंग और इंद्रधनुषी प्रभाव जैसी समस्याओं का प्रभावी ढंग से समाधान करता है।
मेटा के एआर वेवगाइड प्रौद्योगिकी लीडर, गिउसेप्पे काराफियोर ने बताया कि सिलिकॉन कार्बाइड का उच्च अपवर्तनांक और ऊष्मीय चालकता इसे एआर ग्लास के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है। सामग्री का चयन करने के बाद, अगली चुनौती वेवगाइड विकसित करना था, विशेष रूप से ग्रेटिंग के लिए तिरछी नक्काशी प्रक्रिया। काराफियोर ने बताया कि ग्रेटिंग, जो लेंस के अंदर और बाहर प्रकाश के युग्मन के लिए जिम्मेदार है, को तिरछी नक्काशी का उपयोग करना चाहिए। नक्काशीदार रेखाएं लंबवत व्यवस्थित नहीं होती हैं, बल्कि एक झुके हुए कोण पर वितरित होती हैं। निहार मोहंती ने कहा कि वे उपकरणों पर सीधे तिरछी नक्काशी हासिल करने वाली विश्व स्तर पर पहली टीम थीं। 2019 में, निहार मोहंती और उनकी टीम ने एक समर्पित उत्पादन लाइन का निर्माण किया।
सिलिकॉन कार्बाइड की चुनौतियाँ और भविष्य की संभावनाएँ
यद्यपि सिलिकॉन कार्बाइड एआर ग्लास में अपार संभावनाएं दिखाता है, फिर भी इसके अनुप्रयोग में कई चुनौतियाँ हैं। वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री अपनी धीमी विकास दर और कठिन प्रसंस्करण के कारण महंगी है। उदाहरण के लिए, मेटा के ओरियन एआर ग्लास के लिए एक सिलिकॉन कार्बाइड लेंस की कीमत 1,000 डॉलर तक है, जिससे उपभोक्ता बाजार की ज़रूरतों को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग के तेज़ी से विकास के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड की लागत धीरे-धीरे कम हो रही है। इसके अलावा, बड़े आकार के सबस्ट्रेट्स (जैसे 12-इंच वेफर्स) के विकास से लागत में कमी और दक्षता में सुधार को और बढ़ावा मिलेगा।
सिलिकॉन कार्बाइड की उच्च कठोरता इसे संसाधित करना भी चुनौतीपूर्ण बनाती है, विशेष रूप से माइक्रो-नैनो संरचना निर्माण में, जिससे उत्पादन दर कम होती है। भविष्य में, सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट आपूर्तिकर्ताओं और माइक्रो-नैनो ऑप्टिकल निर्माताओं के बीच गहन सहयोग से, इस समस्या के समाधान की उम्मीद है। एआर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड का अनुप्रयोग अभी भी अपने प्रारंभिक चरण में है, जिसके लिए अधिक कंपनियों को ऑप्टिकल-ग्रेड सिलिकॉन कार्बाइड अनुसंधान और उपकरण विकास में निवेश करने की आवश्यकता है। मेटा की टीम को उम्मीद है कि अन्य निर्माता अपने उपकरण विकसित करना शुरू कर देंगे, क्योंकि जितनी अधिक कंपनियां ऑप्टिकल-ग्रेड सिलिकॉन कार्बाइड अनुसंधान और उपकरणों में निवेश करेंगी, उपभोक्ता-ग्रेड एआर ग्लास उद्योग का पारिस्थितिकी तंत्र उतना ही मजबूत होगा।
निष्कर्ष
सिलिकॉन कार्बाइड, अपने उच्च अपवर्तनांक, उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय और उच्च कठोरता के कारण, AR ग्लास के क्षेत्र में एक प्रमुख सामग्री बनता जा रहा है। XINKEHUI और MOD MICRO-NANO के बीच सहयोग से लेकर मेटा के ओरियन AR ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड के सफल अनुप्रयोग तक, स्मार्ट ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड की क्षमता पूरी तरह से प्रदर्शित हो चुकी है। लागत और तकनीकी बाधाओं जैसी चुनौतियों के बावजूद, जैसे-जैसे उद्योग श्रृंखला परिपक्व होती है और तकनीक आगे बढ़ती है, AR ग्लास के क्षेत्र में सिलिकॉन कार्बाइड के चमकने की उम्मीद है, जिससे स्मार्ट ग्लास बेहतर प्रदर्शन, हल्के वजन और व्यापक रूप से अपनाए जाएँगे। भविष्य में, सिलिकॉन कार्बाइड AR उद्योग में मुख्यधारा की सामग्री बन सकता है, जिससे स्मार्ट ग्लास का एक नया युग शुरू होगा।
सिलिकॉन कार्बाइड की क्षमता केवल एआर ग्लास तक ही सीमित नहीं है; इलेक्ट्रॉनिक्स और फोटोनिक्स में इसके विभिन्न उद्योगों में अनुप्रयोग भी अपार संभावनाओं को दर्शाते हैं। उदाहरण के लिए, क्वांटम कंप्यूटिंग और उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग का सक्रिय रूप से अन्वेषण किया जा रहा है। जैसे-जैसे तकनीक आगे बढ़ेगी और लागत कम होगी, सिलिकॉन कार्बाइड के और अधिक क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने और संबंधित उद्योगों के विकास में तेज़ी लाने की उम्मीद है। हम विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए SiC वेफर प्रदान कर सकते हैं, जिससे एआर तकनीक और उससे आगे की प्रगति को बढ़ावा मिलेगा।
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पोस्ट समय: अप्रैल-01-2025