Räni on monokristall, mida kasutatakse peamiselt pooljuhtides ja mis ei absorbeeri 1,2 μm kuni 6 μm IR piirkondades.Seda kasutatakse siin IR-piirkonna rakenduste optilise komponendina.
Räni kasutatakse optilise aknana peamiselt 3–5 mikroni ribas ja substraadina optiliste filtrite tootmisel.Füüsikakatsetes kasutatakse neutronite sihtmärkidena ka suuri poleeritud pinnaga räniplokke.
Räni kasvatatakse Czochralski tõmbamistehnikaga (CZ) ja see sisaldab veidi hapnikku, mis põhjustab 9 mikroni suuruse neeldumisriba.Selle vältimiseks saab räni valmistada Float-Zone (FZ) protsessiga.Optiline räni on üldiselt kergelt legeeritud (5 kuni 40 oomi cm), et tagada parim üle 10 mikroniline edastus.Ränil on täiendav läbipääsuriba 30 kuni 100 mikronit, mis on efektiivne ainult väga suure takistusega kompenseerimata materjalide puhul.Doping on tavaliselt boor (p-tüüp) ja fosfor (n-tüüp).
Rakendus:
• Ideaalne 1,2–7 μm NIR-rakenduste jaoks
• Lairiba 3 kuni 12 μm peegeldusvastane kate
• Ideaalne kaalutundlikele rakendustele
Tunnusjoon:
• Need räniaknad ei edasta 1 µm või alla selle, seetõttu on nende peamine kasutusala IR-piirkondades.
• Kõrge soojusjuhtivuse tõttu sobib see kasutamiseks suure võimsusega laserpeeglina
▶Ränakendel on läikiv metallpind;see peegeldab ja neelab, kuid ei edasta nähtavates piirkondades.
▶Ränakende pinna peegeldus põhjustab läbilaskvuse kadu 53%.(mõõdetud andmed 1 pinna peegeldus 27% juures
Jõuülekande ulatus: | 1,2–15 μm (1) |
Murdumisnäitaja : | 3,4223 @ 5 μm (1) (2) |
Peegelduse kadu: | 46,2% 5 μm juures (2 pinda) |
Neeldumistegur: | 0,01 cm-13 μm juures |
Reststrahleni tipp: | n/a |
dn/dT: | 160 x 10-6/°C (3) |
dn/dμ = 0: | 10,4 μm |
Tihedus: | 2,33 g/cc |
Sulamispunkt : | 1420 °C |
Soojusjuhtivus : | 163,3 W m-1 K-1273 K juures |
Soojuspaisumine : | 2,6 x 10-6/ 20°C juures |
Kõvadus: | Knoop 1150 |
Erisoojusvõimsus: | 703 J kg-1 K-1 |
Dielektriline konstant: | 13 sagedusel 10 GHz |
Noorte moodul (E): | 131 GPa (4) |
Nihkemoodul (G): | 79,9 GPa (4) |
Massmoodul (K): | 102 GPa |
Elastsed koefitsiendid: | C11=167;C12=65;C44=80 (4) |
Näiv elastsuspiir: | 124,1 MPa (18000 psi) |
Poissoni suhe: | 0,266 (4) |
Lahustuvus: | Vees lahustumatu |
Molekulmass: | 28.09 |
Klass/struktuur: | Kuubikujuline teemant, Fd3m |