晶体结构：蓝宝石（α-Al₂O₃）属于六方晶系，具有高度有序的原子排列，赋予了蓝宝石极高的机械稳定性，能在各种苛刻环境下保持性能稳定，为半导体外延生长提供稳定的基底环境，减少缺陷产生。
高硬度与抗腐蚀特性：蓝宝石的莫氏硬度达到 9，仅次于金刚石，具备卓越的抗刮擦和抗磨损能力。此外，其抗腐蚀性能优异，在酸碱等极端环境中，能够长时间维持材料的完整性，使其成为高可靠性应用中的首选材料。
优越的光学性能：具有高透光率，尤其是在紫外到红外波段的光学透过性能极佳，对于 LED 和激光器等光电子设备来说，这种性能确保了光子能量的高效传输和低损耗，为提升设备效率提供了技术保障。
良好的热学性能：热导率高达 42W/m・K（室温下），在高温条件下仍然表现出卓越的热稳定性，在高功率应用场景中，能够有效散热并防止因温度变化导致的性能下降。
与 GaN 的晶格匹配性：蓝宝石与 GaN 的晶格失配率仅为 16%，这种较低的失配率能够有效降低外延层中的缺陷密度，提高器件的发光效率和电性能。
2. 晶片切割与加工
精密切割：因蓝宝石晶片硬度高，切割需要使用激光或金刚石线切割技术，以保证切割精度，减少损耗并提高晶片表面质量。
抛光与表面处理技术：切割后的晶片通常需要经过化学机械抛光（CMP），以达到纳米级平整度，这对于后续的外延生长至关重要，能够显著降低缺陷率并提升外延层的均匀性。
LED 技术：是蓝光和紫外光 LED 制造的最佳选择，为 GaN 外延层提供稳定的基底环境，大大降低缺陷密度，显著提高 LED 的发光效率和耐用性。
激光器与光学设备：高硬度和优异的光学性能，使其成为高功率激光器窗口材料的首选，也被广泛用于制造高精度光学透镜和探测器件中的关键元件。
集成电路（IC）和射频器件：在射频和高频电路中表现出优异的绝缘性和低介电损耗，能够支持高频信号的高效传输，降低功耗和电磁干扰。
消费电子产品：在智能手机中广泛用于摄像头保护玻璃和指纹识别模块，也是高端腕表的标配材料，因其耐磨性和透光性满足了高端产品需求。
晶格与热应力失配：与外延层材料存在晶格失配和热应力失配问题，会在外延层中产生大量缺陷，给后续器件加工工艺造成困难。
绝缘性限制：属于绝缘体，常温下的电阻率大于 1011Ω・cm，无法制作垂直结构的器件，通常只在外延层上表面制作 n 型和 p 型电极，导致有效发光面积减少，且增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程，使材料利用率降低、成本增加。
导热性能有待提高：导热性能不是很好，在使用 LED 器件时，会传导出大量的热量，对于面积较大的大功率器件，导热性能是一个重要的限制因素。
加工难度大：硬度高，在 LED 器件的制作过程中需要对其进行减薄和切割，添置相关设备需要较大投资。
蓝宝石衬底凭借其独特的光学/机械/介电性能，在半导体、光电子和尖端射频领域持续扮演不可替代的角色。随着加工技术的进步（如激光隐形切割、纳米压印），其成本效益和应用广度将进一步提升。
