QUARTZ CRYSTAL วัสดุจับเวลา

December 24, 2021

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ QUARTZ CRYSTAL วัสดุจับเวลา

 

QUARTZ CRYSTAL วัสดุจับเวลา

1. บทนำ

ควอตซ์เป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริกแผ่นควอทซ์บางๆ ที่มีอิเล็กโทรดติดอยู่กับพื้นผิวตรงข้าม จะสั่นสะเทือนทางกลไกเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากับอิเล็กโทรดทั้งสองความถี่ของการสั่นสะเทือนเป็นหน้าที่ของมิติเวเฟอร์เป็นหลักเวเฟอร์ที่เรียกว่าคริสตัลเรโซเนเตอร์เมื่อติดตั้งอย่างเหมาะสมโดยติดอิเล็กโทรด ถูกใช้มาอย่างยาวนานในการควบคุมความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ และเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์สื่อสารโทรคมนาคมซึ่งคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริกของมันถูกใช้ในตัวกรอง ออสซิลเลเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆขณะนี้ผลึกควอตซ์แสดงเวลาและสัญญาณพิกัดสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์ คอมพิวเตอร์ ตัวควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้ นาฬิกา และอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ เช่น DSP ต่างๆ

 

ควอตซ์เป็นรูปแบบผลึกของซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2).เป็นวัสดุที่แข็ง เปราะ และโปร่งใส มีความหนาแน่น 2649 กก./ลบ.ม3และจุดหลอมเหลว 1750°C. ควอตซ์ไม่ละลายในกรดธรรมดา แต่ละลายได้ในกรดไฮโดรฟลูออริกและในด่างร้อนเมื่อควอตซ์ถูกทำให้ร้อนถึง 573°C รูปแบบของผลึกเปลี่ยนไปรูปแบบที่เสถียรเหนืออุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าควอตซ์สูงหรือเบต้า - ควอตซ์ในขณะที่รูปแบบเสถียรต่ำกว่า 573°C เรียกว่าควอตซ์ต่ำหรืออัลฟาควอทซ์สำหรับการใช้งานเรโซเนเตอร์ มีเพียงอัลฟ่าควอตซ์เท่านั้นที่น่าสนใจ และเว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น คำว่าควอตซ์ในภาคต่อจะหมายถึงอัลฟ่าควอตซ์เสมอควอตซ์เป็นวัสดุธรรมชาติที่มีอยู่มากมาย แต่ต้องใช้แรงงานจำนวนมากเพื่อแยกคุณภาพดีออกจากควอตซ์ธรรมชาติคุณภาพต่ำแม้ว่าซิลิกอน (ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของไดออกไซด์ และโดยทั่วไปเป็นผลึกควอทซ์ขนาดเล็ก) ประกอบด้วยเปลือกโลกประมาณหนึ่งในสาม แต่ควอทซ์ธรรมชาติที่มีขนาดและคุณภาพเหมาะสมสำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้คุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก ส่วนใหญ่พบในบราซิลควอตซ์ธรรมชาติยังมีราคาแพงในการประมวลผลเนื่องจากเกิดขึ้นในรูปทรงและขนาดแบบสุ่มนอกจากนี้ ควอตซ์คุณภาพต่ำบางส่วนจะถูกค้นพบหลังจากการประมวลผลบางส่วนเท่านั้นและสิ่งสกปรกที่แพร่หลายในควอตซ์ธรรมชาติมักจะทำให้การตัดเวเฟอร์ขนาดเล็กทำไม่ได้ขั้นตอนสำคัญประการแรกในการพัฒนาควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงคือในปี พ.ศ. 2479 เมื่อกองสัญญาณกองทัพสหรัฐฯ ได้ทำสัญญากับ Brush Laboratories ภายใต้การดูแลของ Drsเจฟเฟ่ เฮล และซอว์เยอร์สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการขาดแคลนควอตซ์ธรรมชาติที่มีคุณภาพเพียโซอิเล็กทริกที่ดี ซึ่งปกติซื้อมาจากบราซิล

 

ทุกวันนี้ ควอตซ์ได้เติบโตขึ้นตามขนาดที่กำหนดการวางแนวคริสตัลถูกควบคุม และความบริสุทธิ์สูงอย่างสม่ำเสมอขนาดมาตรฐานช่วยลดต้นทุนของแผ่นเวเฟอร์ตัด และสิ่งสกปรกจะกระจายตัวอย่างกว้างขวาง ทำให้เครื่องสะท้อนเสียงขนาดเล็กเป็นไปได้ซึ่งต้องการกำลังขับต่ำ

2. กระบวนการพื้นฐานของการปลูกควอตซ์ที่เพาะเลี้ยง

คัลเจอร์ควอตซ์ปลูกในภาชนะรับความดันขนาดใหญ่ที่เรียกว่าหม้อนึ่งความดัน (ดูภาพวาดแผนผังต่อไปนี้)หม้อนึ่งความดันเป็นกระบอกโลหะปิดที่ปลายด้านหนึ่ง สามารถรับแรงดันได้สูงถึง 30,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว โดยมีอุณหภูมิภายในอยู่ที่ 700 ถึง 800°ฉ. โดยปกติสูง 12 ถึง 20 ฟุตและมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ถึง 3 ฟุต

 

เศษผลึกเล็กๆ ที่บริสุทธิ์แต่ไม่มีผิวหน้า (ขนาด 1 ถึง 1.5 นิ้ว) เรียกว่า "ลาสคัสหรือสารอาหาร" ถูกวางลงในตะกร้าลวดตาข่ายแล้วหย่อนลงไปที่ครึ่งล่างของภาชนะแผ่นเหล็กที่มีรูพรุนที่เรียกว่า "แผ่นกั้น" วางอยู่บนตะกร้าแผ่นกั้นใช้ในการแยกส่วนการเจริญเติบโต (เมล็ด) และบริเวณสารอาหาร และเพื่อช่วยสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองภูมิภาคแผ่นคริสตัลเดี่ยวที่จัดวางอย่างเหมาะสม (ทั้งแบบธรรมชาติหรือแบบเพาะเลี้ยง) เรียกว่า "เมล็ด" ติดตั้งอยู่บนชั้นวางและแขวนไว้ที่ส่วนบนของแผ่นกั้นในส่วนบนของภาชนะจากนั้นหม้อนึ่งความดันจะเติมสารละลายอัลคาไลน์ที่เป็นน้ำ (โซเดียมคาร์บอเนตหรือโซเดียมไฮดรอกไซด์) ให้เหลือประมาณ 80% ของปริมาตรอิสระเพื่อให้สามารถขยายตัวของของเหลวในอนาคต และปิดผนึกด้วยการปิดด้วยแรงดันสูงจากนั้นหม้อนึ่งความดันจะถูกนำไปที่อุณหภูมิการทำงานโดยชุดตัวทำความร้อนแบบต้านทานที่ติดอยู่กับเส้นรอบวงภายนอกของกระบอกสูบเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันจะเริ่มก่อตัวภายในหม้อนึ่งความดันอุณหภูมิ 700 ถึง 800°F อยู่ที่ครึ่งล่างของเรือในขณะที่ครึ่งบนอยู่ที่ 70 ถึง 80°F เย็นกว่าครึ่งล่าง

 

ที่แรงดันและอุณหภูมิในการทำงาน ลาสคาจะละลายในสารละลายที่ให้ความร้อนในส่วนล่างของภาชนะ ซึ่งจะลอยขึ้นเมื่อถึงอุณหภูมิที่เย็นกว่าของส่วนบนของภาชนะ สารละลายจะอิ่มตัวยิ่งยวด ทำให้ควอตซ์ที่ละลายในลาสคาสตกผลึกอีกครั้งบนเมล็ดสารละลายที่ใช้แล้วเย็นลงจะกลับไปที่ครึ่งล่างของภาชนะเพื่อทำซ้ำวงจรจนกว่าลาสก้าจะหมดและหินควอทซ์ที่เพาะแล้วมีขนาดตามที่ต้องการเวลาที่เรียกว่า "กระบวนการไฮโดรเทอร์มอล" นี้มีตั้งแต่ 25 ถึง 365 วัน ขึ้นอยู่กับขนาดหิน คุณสมบัติ และประเภทของกระบวนการ – โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโซเดียมคาร์บอเนต

3. สมมาตร จับคู่ และขนาดของผลึกควอตซ์

ควอทซ์อัลฟ่าอยู่ในคลาสผลึกศาสตร์ 32 และเป็นปริซึมหกเหลี่ยมที่มีหน้าฝาหกด้านที่ปลายแต่ละด้านหน้าปริซึมถูกกำหนดให้เป็นหน้า m และหน้าหมวกถูกกำหนดให้เป็นหน้า R และหน้า rR-faces มักถูกเรียกว่าใบหน้ารูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหลักและใบหน้า r-faces เป็นใบหน้ารูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเล็กน้อยคริสตัลทั้งมือซ้ายและมือขวาเกิดขึ้นตามธรรมชาติ และสามารถแยกแยะได้ด้วยตำแหน่งของหน้าปัด S และ X

 

ดังที่แสดงในแผนผังด้านบน คริสตัลอัลฟา-ควอทซ์มีแกนเดียวที่มีสมมาตรสามเท่า (แกนตรีโกณมิติ) และมีสามแกนที่มีความสมมาตรสองเท่า (แกนแนวทแยง) สามแกนที่ตั้งฉากกับแกนตรีโกณมิตินั้นแกนแนวทแยงมีระยะห่างกัน 120° และเป็นแกนมีขั้ว กล่าวคือ สามารถกำหนดความรู้สึกที่ชัดเจนให้กับแกนเหล่านั้นได้การปรากฏตัวของแกนขั้วแสดงถึงการขาดความสมมาตรตรงกลางและเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการมีอยู่ของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกแกนแนวทแยงเรียกอีกอย่างว่าแกนไฟฟ้าของควอตซ์ (แกน x-, แกน y)ในคริสตัลที่มีหน้าธรรมชาติที่พัฒนาเต็มที่ ปลายทั้งสองของแกนเชิงขั้วแต่ละอันสามารถแยกความแตกต่างได้จากการมีหรือไม่มีหน้า S และ Xเมื่อใช้แรงกดในทิศทางของแกนไฟฟ้า ประจุลบจะพัฒนาที่ปลายด้านนั้นของแกนที่ใบหน้าเหล่านี้แก้ไขแกนตรีโกณมิติหรือที่เรียกว่าแกนออปติก (แกน z) ไม่มีขั้ว เนื่องจากการมีอยู่ของแกนแนวทแยงที่ปกติก็หมายความว่าปลายทั้งสองของแกนตรีโกณมิติเท่ากันดังนั้นจึงไม่สามารถสร้างโพลาไรซ์แบบเพียโซอิเล็กทริกตามแนวแกนออปติกได้ในระบบพิกัดสี่เหลี่ยม แกน z จะขนานกับหน้าปริซึม mแผ่นควอตซ์ที่เจียระไนที่มีพื้นผิวหลักตั้งฉากกับแกน x เรียกว่าเพลท X-cutการหมุนรอยตัด 90 องศารอบแกน z จะทำให้เพลต Y ที่แกน y ตั้งฉากกับพื้นผิวหลักเนื่องจากคริสตัลควอตซ์มีหน้าปริซึมหกหน้า แกน x และแกน y จึงมีให้เลือกสามแบบการคัดเลือกเป็นไปโดยพลการแต่ละคนประพฤติเหมือนกัน

 

ควอตซ์เป็นวัสดุที่ใช้งานทางสายตาเมื่อลำของแสงโพลาไรซ์ระนาบถูกส่งไปตามแกนออปติก การหมุนของระนาบโพลาไรซ์จะเกิดขึ้น และปริมาณการหมุนจะขึ้นอยู่กับระยะทางที่เคลื่อนที่ผ่านในวัสดุความรู้สึกของการหมุนสามารถใช้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสองรูปแบบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของอัลฟ่า-ควอตซ์ที่เรียกว่าควอตซ์ซ้ายและควอตซ์ขวาในควอตซ์ด้านซ้าย ระนาบของโพลาไรซ์จะหมุนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อผู้สังเกตมองไปทางแหล่งกำเนิดแสงและในควอตซ์ทางขวาจะหมุนตามเข็มนาฬิกาควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงส่วนใหญ่ที่ผลิตขึ้นคือ ควอตซ์ขวา ในขณะที่ควอตซ์ธรรมชาติซ้ายและขวามีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั้งสองรูปแบบสามารถนำมาใช้ได้ดีเท่าๆ กันในการผลิตเครื่องสะท้อนเสียง แต่วัสดุที่ผสมรูปแบบด้านซ้ายและขวา ซึ่งเรียกว่าวัสดุคู่แบบออปติคัลนั้นไม่สามารถนำมาใช้ได้ในทางกลับกัน วัสดุที่จับด้วยไฟฟ้านั้นเป็นของเดียวกัน แต่มีบริเวณที่ความรู้สึกของแกนไฟฟ้ากลับด้าน ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบโดยรวมของพายโซอิเล็กทริกวัสดุดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการใช้เครื่องสะท้อนเสียงการปรากฏตัวของการจับคู่และข้อบกพร่องอื่น ๆ ในคริสตัลควอตซ์ธรรมชาติเป็นสาเหตุหลักของการขาดแคลนวัสดุธรรมชาติที่เหมาะสม และการไม่มีการจับคู่ที่สำคัญในผลึกควอตซ์ถือเป็นข้อดีหลักประการหนึ่งเมื่ออัลฟาควอทซ์ถูกให้ความร้อนสูงกว่า 573°C รูปแบบผลึกจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบของเบตา-ควอตซ์ ซึ่งมีรูปหกเหลี่ยมมากกว่าสมมาตรแบบตรีโกณมิติเมื่อเย็นลงถึง573°C วัสดุจะเปลี่ยนกลับเป็นอัลฟ่าควอตซ์ แต่โดยทั่วไปจะพบว่ามีการจับคู่ทางไฟฟ้าในทำนองเดียวกัน การใช้ความเค้นทางความร้อนหรือทางกลขนาดใหญ่สามารถทำให้เกิดการจับคู่ได้ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นในการประมวลผลเรโซเนเตอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกจากความร้อนหรือกลไกดังกล่าว

 

หลังจากนำออกจากหม้อนึ่งความดันที่ผลิตขึ้น ผลึกควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงจะถูกแปลงโดยการบดให้เป็นแท่งไม้ที่เรียกว่าเหล่านี้เป็นแท่งสี่เหลี่ยมยาวซึ่งเหมาะสำหรับการตัดเป็นแผ่นเวเฟอร์ในภายหลังสำหรับเครื่องสะท้อนท่อนไม้โดยทั่วไปจะมีความยาว 6 ถึง 8 นิ้ว แต่ความยาวที่ใช้งานได้คือประมาณ 5 ถึง 6 นิ้ว เนื่องจากวัสดุที่อยู่ใกล้ส่วนปลายใช้ไม่ได้สามารถปลูกแท่งที่ยาวขึ้นได้ แต่ต้องใช้เมล็ดที่ยาวกว่าซึ่งราคาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความยาวความสูงของแท่งไม้โดยทั่วไปจะมีความกว้างประมาณสองเท่า เนื่องจากปกติแล้วแผ่นเวเฟอร์สองแผ่นจะถูกตัดออกจากแต่ละชิ้นแท่งไม้ขนาดมาตรฐานมีจำหน่ายจำนวนมาก และควอตซ์ยังสามารถปลูกและบดให้ได้ขนาดที่กำหนด

4. สิ่งเจือปนทางเคมีในผลึกควอตซ์

ทั้งแร่ควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงและแร่ธรรมชาติมีสารเคมีเจือปนที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวสะท้อนสิ่งเจือปนทางเคมีคือสิ่งที่สร้างพันธะเคมีกับซิลิกอนและออกซิเจนในผลึกอลูมิเนียม เหล็ก ไฮโดรเจน และฟลูออรีน เป็นสารเคมีเจือปนทั่วไปพวกเขาถูกจัดให้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่ามากในผลึกที่เพาะเลี้ยงมากกว่าที่มักพบในผลึกธรรมชาติอย่างไรก็ตาม สิ่งเจือปนทางเคมีจะไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอในควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงค่า +x ,-บริเวณ x, z และบริเวณที่เรียกว่า s ซึ่งบางครั้งก่อตัว มีสารเคมีเจือปนในระดับต่างๆบริเวณ z สองส่วนมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยที่สุดบริเวณ +x มีสิ่งเจือปนมากกว่าบริเวณ z และ-ภูมิภาค x ยังมีสิ่งเจือปนมากขึ้นความหนาแน่นของสิ่งเจือปนในบริเวณ s ซึ่งโดยทั่วไปมีขนาดเล็ก อยู่ระหว่างค่านั้นในบริเวณ z และบริเวณ +xเมื่อใช้เมล็ดกว้างสำหรับการเพาะเลี้ยง บริเวณ z ของท่อนไม้จะมีขนาดใหญ่ และ +x และ-x ขอบเขตมีขนาดเล็กเมื่อใช้เมล็ดที่แคบและราคาไม่แพง พื้นที่ z จะเล็กกว่า และเครื่องหมาย +x และ-x ขอบเขตที่ใหญ่ขึ้นโดยทั่วไป สิ่งเจือปนทางเคมีอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของตัวสะท้อนลดลง เช่น ความแข็งของรังสี ความไวต่อการบิดตัว ออสซิลเลเตอร์ในระยะสั้นและความเสถียรในระยะยาว และการสูญเสียตัวกรอง

5. Resonator Q และ Crystal Q

ค่า Q ของตัวสะท้อนคริสตัลคืออัตราส่วนของพลังงานที่เก็บไว้กับพลังงานที่สูญเสียไปในระหว่างรอบ:

คิวº2พีพลังงานที่เก็บไว้ระหว่างรอบ / พลังงานที่สูญเสียระหว่างรอบ

ค่ามีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัววัดกำลังที่จำเป็นในการขับเคลื่อนตัวสะท้อนQ เป็นหน้าที่หลักของบรรยากาศซึ่งเครื่องสะท้อนเสียงทำงาน ความไม่สมบูรณ์ของพื้นผิว การยึดติดทางกล และปัจจัยอื่นๆ ที่เป็นผลจากการประมวลผลและการติดตั้งเครื่องสะท้อนเสียง

 

แท่งที่ตัดไม้ด้วยควอตซ์ยังได้รับการกำหนดค่า Q แต่ค่า Q สำหรับแท่งควอตซ์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการวัดพลังงานที่เก็บไว้โดยตรงและพลังงานที่สูญเสียไปแทนที่จะเป็นอย่างนั้น Q ของแท่งควอทซ์จะเป็นตัวเลขของบุญตามสิ่งเจือปนในแท่งแทนสิ่งเจือปนทางเคมีในควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงนั้นวัดโดยการนำแสงอินฟราเรดผ่านบริเวณ z ในส่วนตัดขวางของแท่งที่เป็นไม้วัดความแตกต่างของการส่งผ่านข้อมูลที่ความยาวคลื่นจำเพาะสองช่วง (3,500 นาโนเมตรและ 3,800 นาโนเมตร) และค่า Q คำนวณจากข้อมูลเหล่านี้ควอตซ์ที่มี Q สูงมีสิ่งเจือปนน้อยกว่าที่มี Q ต่ำ และการวัด "Infrared Q" ตามมาตรฐาน EIA 477-1 นั้นมักถูกใช้โดยผู้ปลูกและผู้ใช้ควอตซ์เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของควอตซ์

 

ค่าของ Q สำหรับเครื่องสะท้อนเสียงโดยทั่วไปจะไม่เหมือนกับค่าสำหรับแถบควอตซ์ที่เครื่องสะท้อนเสียงถูกตัดออกอย่างไรก็ตาม Q ของตัวสะท้อนอาจได้รับผลกระทบเมื่อ Q ของแถบควอทซ์ต่ำกว่าระดับวิกฤตค่า AQ ที่ 1.8 ล้านหรือสูงกว่าสำหรับควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงเป็นเครื่องบ่งชี้ว่าสิ่งเจือปนทางเคมีจะไม่เป็นปัจจัยใน Q สุดท้ายของเรโซเนเตอร์สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ควอตซ์ที่มีค่า Q ดังกล่าวโดยทั่วไปจะเรียกว่าเกรดอิเล็กทรอนิกส์ (Grade C)ควอตซ์เกรดพรีเมียมมีค่า Q 2.2 ล้าน (เกรด B) และพรีเมียมพิเศษมี Q 3.0 ล้าน (เกรด A)สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าค่า Q สำหรับควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนในบริเวณ z เท่านั้นดังนั้น แม้ในกรณีที่ Crystal Q เพียงพอสำหรับการใช้งาน ตัวสะท้อน Q และพฤติกรรมความถี่เทียบกับอุณหภูมิอาจได้รับผลกระทบในทางลบได้ โดยที่ส่วนที่ทำงานอยู่ (ระหว่างอิเล็กโทรด) ของตัวสะท้อนประกอบด้วย +x,-x หรือวัสดุของภูมิภาค

 

เวเฟอร์คริสตัลควอตซ์ที่มีเฉพาะวัสดุ z-region สามารถตัดได้สำเร็จจากแท่งที่ปลูกจากเมล็ดกว้างเท่านั้นซึ่งมีราคาค่อนข้างแพงโชคดีที่อิเล็กโทรดไม่ค่อยครอบคลุมพื้นที่ผิวทั้งหมดของเวเฟอร์เรโซเนเตอร์ และสิ่งสกปรกที่อยู่ใน +x-x หรือภูมิภาคไม่ส่งผลเสียต่อการทำงานของเครื่องสะท้อนเสียงเมื่อวัสดุเจือปนเหล่านี้อยู่นอกส่วนที่ทำงานอยู่ดังนั้น resonators สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่สามารถใช้ควอตซ์ที่ปลูกจากเมล็ดแคบที่ค่อนข้างถูก

6. สรุป

คริสตัลควอทซ์แบบพายโซอิเล็กทริกซึ่งค้นพบในปี 1880 โดยคู่รักชาวคูรีที่มีชื่อเสียง และครั้งหนึ่งเคยได้รับคริสตัลธรรมชาติที่สกัดแล้วอย่างหยาบด้วยราคาสูง ปัจจุบันปลูกแบบเทียมด้วยกระบวนการที่ผลิตคริสตัลที่มีขนาดและความบริสุทธิ์ตามที่กำหนดควอตซ์ที่เพาะเลี้ยงนี้ช่วยลดต้นทุนและลดขนาดของเรโซเนเตอร์ที่มีความสำคัญต่อจังหวะเวลาของวงจรดิจิทัลในปัจจุบัน