高質量的氮化鎵薄膜具有表面光滑，無裂紋，可以通過金屬有機氣相外延（ MOVPE ），使用薄的氮化鋁緩沖層生長在藍寶石襯底上。在緩沖層中最重要的角色被發現的成核位點具有相同的晶體取向的襯底的供應，以及促進的氮化鎵的橫向生長是由於界面自由能的減少在襯底和外延氮化鎵膜之間。

氮化鎵和GA1 - xAlxN （ 0 <X ≦ 0.4 ）的藍寶石襯底上生長了MOVPE薄膜被發現由許多馬賽克與晶體不同取向的。由前面的薄氮化鋁緩沖層的沉積，在晶粒取向的微小變動，能夠大幅度減小，並且薄膜的結晶質量顯著提高。兩者的厚度和所述氮化鋁層的沉積溫度被發現是最佳的作為緩沖層來傳達所述基板的信息，如晶體取向和放松在此異質外延生長的應變。在氮化鋁緩沖層的主要作用被認為是具有相同的取向基板和促進該膜的橫向生長，由於薄膜和襯底之間的降低界面自由能成核中心的供給。


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氧化鋅薄膜沉積在藍寶石基板上以利用脈沖激光沉積（PLD）法，以調查了薄膜的結構和光學性質的各種厚度。沉積條件對紫外線發射性能進行了優化。結構和光學性能進行了表征與X射線衍射和光致發光（PL） 。在氧化鋅膜的厚度導致的結構和光學性質的改善所致。這種增強可能是由於應變在由膜厚度的增加，氧化鋅膜和藍寶石襯底之間的界面下降。

氮摻雜的氧化鋅層生長在藍寶石襯底上通過自由基源分子束外延通過經由射頻自由基源同時引入氧氣和氮氣。反射高能電子衍射和X射線衍射測量結果表明，高氮氣/氧氣流量比誘導生長雙胞胎到氧化鋅層。用10％的氮氣/氧氣的流量比被發現有1×1019厘米^-3的化學氮濃度的氮摻雜氧化鋅制成。然而，盡管大的氮結合，觀察到誘導延長的缺陷從n型的類型轉換為p型的並沒有出現。


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被用於粘合試驗用流延法制備含各種化學添加劑多晶氧化鋁魚片。與專用夾具爐導向藍寶石坯料邊緣粘合精確對准，並在熱處理過程中施加負荷的組件。這種做法是符合並建立在在前面的邊緣粘合研究中使用的方法。粘合的樣品的彎曲強度，相比於單片藍寶石，被用來作為性能度量。附加的粘結運行進行了利用性能最高的圓角組合物中以提供對標本足夠數量進行粘合的材料的失效概率的威布爾分析施加的應力的函數。

含有高純度的氧化鋁組合物，3%重量的氧化矽， 0.05重量%的氧化鎂，和0.05%重量的鈦，生產的最高強度債券。該組合物得到的255兆帕（37 KPSI ）的平均斷裂強度為8.2威布爾模量和269兆帕（39 KPSI）的特性強度。這些結果媲美單片的藍寶石標本而產生的284兆帕（41 KPSI）的平均斷裂強度。


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近日，美國陸軍研究實驗室（ARL）一直專注於透明裝甲材料系統，適用於各種應用的開發越來越多的關注。未來作戰和非作戰環境要求重量輕，威脅可調，多功能，以及實惠的盔甲。目前玻璃/聚碳酸酯技術預期不能滿足增加的需求。結果，在過去數年表明，采用透明結晶陶瓷大大提高系統的性能。這些結果加上近期加工制造業的進步振興中使用透明陶瓷裝甲系統的興趣。該材料目前正在調查在ARL是鎂鋁尖晶石（鎂鋁尖晶石）、氮氧化鋁尖晶石（阿隆）、單晶藍寶石（Al2O3）的眼鏡、玻璃陶瓷。所研究的聚合物是聚碳酸酯（PC）和聚氨酯（PU）。在這些領域目前的ARL的努力，包括動機采用透明陶瓷，要求，潛在的應用，以及正在進行處理研究的概況進行審查。

藍寶石單晶的菱形結對行為溫度和應力的依賴性進行了研究。標本變形中沿c-軸具有低於1100℃的英斯特朗萬能試驗機，以避免基底孿晶和滑移位錯的壓縮。菱面體結的形成可以通過在孿生錯位雙扭結的成核來解釋，而雙增長可以在相對低的溫度下被視為是由原子擴散在高溫下驅動的孿晶的位錯運動和機械滑動。活化焓和菱面體結錯位激活體積和也孿生位錯運動的活化能使用斯米特的經驗方程和阿侖尼烏斯方程計算。


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氧化鋅薄膜具有約200的厚度沉積在a面藍寶石襯底上納米化學氣相沉積（CVD）的方法用混合ZnO-powder/C-powder固體源。這些薄膜用原子力顯微鏡（AFM） ，掃描電子顯微鏡（SEM）和光致發光（PL ）光譜。氧化鋅薄膜的溫度PL的關系的測定表面結構特性及其光學特征之間的相關性進行了研究各種生長條件，如流量氧氣噴射氣體和生長溫度。在室溫下，為3.305電子伏特這些電影的庫侖相互作用增強吸收力通過光吸收測量確定。

當然調結構，氧化銦（氧化鋅） 5片通過在藍寶石襯底上磁控濺射法外延生長。薄膜的晶體結構和形態特征，其特征在於，利用X射線衍射和電子衍射圖案。 In2Zn5O8的強烈c軸方向朝向的膜的沉積是由外延生長具有自緩沖層（SBL）來實現。 In2Zn5O8的厚度約10納米的薄膜最初沉積為SBL 。該初始膜annealedin原位10-15分鐘，大頭In2Zn5O8的膜之後將其生長。最後，結晶良好的氧化銦（氧化鋅）的薄膜通過在800℃退火得到的膜而得到所合成的膜的電特性有關由它調制的氧化銦（氧化鋅）的結構形成機制的討論。


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大規模的氮化鎵納米線成功通過濺射在藍寶石襯底氨化鎵/鈀薄膜合成。 X-射線衍射，掃描電子顯微鏡，高分辨率的透射電子顯微鏡，光致發光和拉曼光譜被用來樣品進行表征。結果表明，納米線是單晶具有六方纖鋅礦結構，並具有良好的光學性能。拉曼散射出現變寬和不對稱的那些的塊狀氮化鎵，由於其多晶性質比較。此外，氮化鎵納米線的生長機理進行了簡要的討論。

控制和氮化鎵納米線的重現性增長證明了脈沖低壓金屬有機物化學氣相沉積。使用自組裝納米點的鎳作為在藍寶石襯底上的成核點可得的纖鋅礦相氮化鎵組成的六角形橫截面，直徑為約100nm，和良好控制的長度的納米線。納米線被高度取向並垂直於生長表面。電線具有優良的結構和光學性質，如通過X-射線衍射，陰極發光和拉曼散射測定。 X射線測量表明，納米線是一個複雜的應變狀態下用靜壓和雙軸成分的疊加相一致。


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已經系統地研究了濕式化學蝕刻和高溫氮化上所產生的藍寶石表面形貌和化學變化的影響。利用硫酸、磷酸和3:1的硫酸的c-平面藍寶石襯底上蝕刻：磷酸的混合物的溫度和蝕刻時間的函數進行了研究，並用氫氣蝕刻在1400℃、1100℃和空氣退火相比使用氨氣和氮氣在1100℃的表面氮化，研究如氨氣濃度，氮化時間，和表面預處理的函數。原子力顯微鏡和X-射線光電子光譜法被用來研究的表面形態和化學組成。化學蝕刻後的詳細的表面形貌是化學成分和特定的時間和溫度的函數。

通過在300℃下進行30分鐘的蝕刻在純硫酸中得到的平滑的自由藍寶石表面，硫酸蝕刻在更高的溫度或更長的時間產生的硫酸鋁和硫酸鋁的表面上3.17 水結晶沉積的不溶性混合物。磷酸和3:1的硫酸：磷酸的混合物蝕刻藍寶石優先在缺陷位點，導致在表面上的凹坑的形成。高溫藍寶石氮化導致氮摻入表面。氮化層的氮含量取決於氨氣濃度，氮化時間，和表面預處理。藍寶石與硫酸處理的氮含量和3:1 硫酸：磷酸是大致相同的作為接收的藍寶石。而空氣退火的藍寶石中的氮含量為〜 1.6倍，然後在作為接收的藍寶石中的氮含量。


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基底、棱柱以及菱形平面切取試樣並從火焰生長的藍寶石晶體拋光過程中的熱處理範圍為1700 °研制精細的表面紋理，這樣的表面的顯微鏡檢查顯示低角度晶界，位錯等晶體缺陷。熱蝕刻紋理顯然是由三個重疊的過程，即退火，蝕刻，和裝飾產生。熱腐蝕得到的殘餘應變能量的高溫松弛在低溫（類似於在金屬冷加工） ，包括引入的證據表明，由骨折，顯微壓痕，和表面處理過程中的切割和拋光引入。

氧化鋁（藍寶石）的單晶從氧化鉛-和的氟化鉛氧化鉬 - 通量的氟化鉛生長，它們從平板（的氟化鉛豐富的熔體）變化到等維晶體（氧化鉛或三氧化鉬豐富的熔體） 。主要生長面為基礎，一階菱面體，和二階菱形。習慣的變化被解釋氟離子染毒和鉛離子的吸附表面的基礎上。可能的離子種類對晶體生長從這些系統中的熔化和它們的相對重要性進行了討論。


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在SAPMAC法生長的藍寶石水晶陰霾缺損進行了詳細研究。它表明，霧度是由大量的二氧化碳氣泡組成，並且霧度總是出現在晶體的軸線區域，因為形成在結晶表面的前部的氣泡被最經常到對流輥中的中央部的前方通過熔融的藍寶石晶體表面和然後由軋輥吞噬。此外，對灰霾的形成拉動率的影響進行了分析和手段約束陰霾建議。

藍寶石晶體從熔體由斯捷潘諾夫（ EFG）法生長。 （1）良好的方位的空隙它們的結果是：在還原氣氛中，通過采用在結晶室的加熱器單元石墨元件，導致了兩種不同類型的孔洞的形成進行生長的晶體的高溫真空退火空缺凝血和（2）孔不規則形式裝點亞晶界。這些缺陷的形成可以通過抑制氧化鋁的熔融和碳之間的相互作用來防止。


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通過水平定向結晶的氣體環境方面的氧化鋁熔體降低生長的藍寶石晶體的光散射中心的形成機理進行了研究。實驗規律性此處從那些在形成於藍寶石晶體（空缺毛孔，氣泡等）等常規缺陷觀察顯著差異。它表明，在晶體宏觀≥1毫米）夾雜物的已知的形成機理是不能接受的了。使用散裝結晶的模型來描述獲得的規律性。

微拉法已經適應直徑小至150微米長的纖維，描述了使用這種方法生長的氧化物的共晶材料Al2O3/Y3Al5O12和Al2O3/GdAlO3纖維，它們在高溫下具有優異的機械性能。 Al2O3/Y3Al5O12的“中國腳本”的微觀結構是穩定的和均勻的，並且隨著以同樣的方式作為常規的層狀共晶體的提拉速度。 Al2O3/GdAlO3的顯微組織微細化，但不太穩定和均勻的，特別是在高牽引速率。在低增長率生產的纖維由藍寶石階段表現出的自我覆。


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