退火可以使原子重新排列，減少空孔、差排及晶界等缺陷，是最常被使用消除應力的方法或技術(shù)。為了解退火溫度及時間對藍寶石單晶性質(zhì)的影響，

平面藍寶石單晶晶圓(直徑為 25.4 ± 0.13 mm，厚度為 2± 0.1 mm)，進行高溫退火(溫度為 1400 及 1600 oC 持溫 12、24、48 小時)，作為觀察不同溫度 對強度及表面性質(zhì)所造成的影響。另增加一組1600 oC，60 小時之試片，以比較在高溫時的熱拋現(xiàn)象。試片編號、退火條件及受測數(shù)量如表 1。退火后試片的表面形貌以原子力顯微鏡量測試片的中心點和距試片邊緣2 mm 兩處，合計 3 點；同時記錄原始擋并以適用軟體轉(zhuǎn)成表面形貌圖像以利觀察。為了解藍寶石單晶的等雙軸強度，采用 ASTM1499-05 規(guī)范之規(guī)格，以靜態(tài)萬能試驗機配置自制之超合金環(huán)對環(huán)等雙軸測試模具進行強度量測，此方法之優(yōu)點可以改善傳統(tǒng)的三點或四點抗折棒狀測試的缺點，

并可避免基板周圍粗糙度較差的影響。測試模具之上壓模直徑為 9 mm，下支撐模為 21.4mm。以此模具量測藍寶石單晶在室溫及 600 oC 壓縮破斷值，高溫測試以 5 oC /min 的速率 升溫，達測試溫度時，持溫 20 分鐘，以確保試片之溫度均衡。 表 1. 藍寶石單晶試片名稱、退火條件及受測數(shù)量 試片名稱退火條件受測數(shù)量RawUntreated5S11400oC 12h3S21400oC 24h3S31400oC 48h4S41600oC 12h4S51600oC 24h3S61600oC 48h3S71600oC 60h3 圖 1. 環(huán)對環(huán)測試模具示意圖。 測試的應變率為 0.5 mm/min，以實驗所得之荷重、壓縮量配合蒲松比求得強度值(MPa)，并分析強度與表面階梯密度及強度和表面粗糙度之關(guān)系。另一方面，在材料破裂分析中通常以破裂韌性(Fracture Toughness)觀察材料阻擋裂縫成長的能力，它的指標又稱臨界應力強度(KIC)