以切克劳斯基方法生长中的晶体温度分布的理论研究

通过对不同温度下各个表面的热辐射和气体对流的相互转换的讨论,计算解决从熔体生长晶体的热转换问题。当晶体在真空中生长时,热辐射的相互转换大大地影响生长晶体的温度分布;当晶体在气体中生长时,气体对流对晶体温度分布起主导作用。     

晶体中掺质分布均匀化的分析

本文分析了晶体中掺质的分布规律及其均匀化的问题,推算了保守体系中晶体掺质浓度随晶体变化的函数关系和提拉法生长掺质均匀的晶体对晶体生长速率和转动速率的具体要求。即: 式中:C_s——晶体中掺质浓度;k——掺质有效分凝系数;C_o——掺质初始浓度;W_o——体系中原料总量;W_s——任意时刻晶体的质量;f——晶体生长速率;f_o——晶体初始生长速率;ω——晶体转动速率;ω_o——晶体初始转速;D——掺质在熔体中的扩散系数;ν——熔体的运动粘滞系数。     

大尺寸Nd：YAG晶体生长技术

本文介绍了大尺寸Nd:YAG晶体的生长装置及其温场的温度分布和测量方法;通过晶体生长实验,获得了生长大尺寸晶体的合适温场。用<111>方向的YAG籽晶作种子,中频感应加热提拉法已生长出φ60～65×190mm,重3500g的Nd:YAG晶体,文中指出了生长大尺寸Nd:YAG晶体的技术关键及其解决的途径。     

平界面大尺寸Bi_(12)GeO_(20)晶体的生长

从熔体中提拉生长了〔100〕向45×45×190毫米、〔110〕向45×50×200毫米以上的Bi_(12)GeO_(20)晶体,单根晶体重量达3.5公斤以上。平界面晶体的质量最优。本文讨论了用精心调整温场的方法获得200毫米等径长度范围内的平界面生长等问题。     

外延衬底用CdZnTe晶体进展

文中简要介绍了ＣｄＺｎＴｅ晶体用作ＨｇＣｄＴｅ外延衬底的优点和国内外研究的现状，概括了ＣｄＺｎＴｅ晶体的生长方法及其特状，概括了ＣｄＺｎＴｅ晶体的生长方法及其特点，总结了影响ＣｄＺｎＴｅ晶体生长和晶体质量的因素，提出ＣｄＺｎＴｅ晶体生长中存在的问题和改善晶体质量的措施。     

大尺寸a轴光学铌酸锂晶体生长的研究

采用直拉法在较小温度梯度的条件下，从熔体中生长了尺寸为８０ｍｍ×８０ｍｍ的ａ轴光学铌酸锂晶体。较好地解决了该种晶体容易开裂和易生双晶等问题。生长出的晶体无宏观缺陷，加工性能良好，用于光波导衬底效果令人满意。阐述了生长ａ轴光学铌酸锂晶体的工艺以及这些工艺参数的确定依据，着重讨论了晶体开裂及易生双晶等技术问题的解决方法     

电渗析法生长晶体装置的设计

本文介绍了利用电渗析法生长晶体的有关问题及对设备的要求.并设计制造出适合于电渗析生长晶体的装置,经过实际运转,已长出了透明的晶体.     

中频感应加热法电子秤称重自动控径生长Nd:YAP激光晶体

本文在石墨电阻加热法电子秤称重自动控径生长YAP晶体基础上,进一步研究了中频感应加热条件下的自动控径技术。实现了自动升温、放肩、等径、收尾和程序降温。长出了直径20±1毫米,长150毫米,径差≤±1％的透明单晶。其光学质量和激光性能不劣于用温控或人工精心控制生长的晶体,而比电阻加热生长的晶体质量要好得多。文中还介绍了中频感应法生长YAP晶体的简便温场设计。     

磷锗锌晶体生长技术研究进展

磷锗锌（ZnGeP₂）单晶体是一种性能优异的红外非线性光学晶体材料,被广泛应用于各种先进的光学器件。研究ZnGeP₂晶体的生长方法,对低成本制备大体积、高质量的ZnGeP₂晶体具有重要意义。介绍了ZnGeP₂晶体的结构和应用领域,给出了ZnGeP₂多晶合成与单晶生长技术研究发展的最新动态,并基于晶体生长原理以及生长条件控制方法的差异,综述了水平温度梯度冷凝（HGF）法、液封提拉（LEC）法、高压气相（HPVT）法和垂直布里奇曼（VB）法4种主要的ZnGeP₂单晶体生长方法的优缺点;重点阐述了较成熟的HGF和VB法生长ZnGeP₂晶体的影响因素和研究进展,提出了ZnGeP₂单晶制备技术存在的主要问题和今后的发展方向。     

a轴铌酸锂晶体的生长

采用直拉法在液上平均温度梯度为20℃/厘米的条件下,从同成分熔体中生长了尺寸为φ35—40×80毫米的a轴铌酸锂单晶.成功地解决了晶体容易开裂和容易产生孪晶等问题.生长的单晶无宏观缺陷,加工性能良好,位错密度为2—5×10~2个/厘米~2,沿生长轴方向的双折射率变化为1.3—1.5×1O~(-5)/厘米.该晶体用于光波导衬底,效果良好.本文叙述了生长该种晶体的工艺以及这些工艺参数的确定依据,着重讨论解决晶体开裂和孪晶等技术问题,并给出了在本试验条件下生长的晶体的电学和光学性能.     

淬火固态再结晶工艺研究

本文在分析淬火固态再结晶(CR)工艺生长碲镉汞(MCT)晶体原理基础上,研究了 CR 工艺生长 MCT 晶体有关步骤,改进了合成、淬火及再结晶工艺。合成时采用混合温度分布方式简化了升温及合成炉摆动工艺;淬火时在反应管内加石墨塞子改善了晶体组分均匀性;再结晶时采用温度梯度退火提高了再结晶效率。对改进工艺生长的 MCT(x=0.2)晶体组分均匀性、结构完整性、光学和电学性质进行了分析,结果表明晶体质量有明显提高。     

PVT法生长大直径SiC晶体粉源的热特性及对生长的影响

研究了SiC粉料的空隙率对晶体生长的影响.分析比较了当粉料取不同空隙率时粉料中以及生长腔内温度分布的异同,并结合实验研究了生长腔内等温线的不同形状和生长晶体表面形貌之间的关系.数值计算和实验结果均表明,生长腔内等温线的形状直接决定着生长晶体的表面形貌;粉源内较大的空隙率有利于粉的有效升华和晶体的稳定生长.     

大尺寸闪烁晶体Ce∶LYSO的生长

采用提拉法生长Ce∶LYSO闪烁晶体。通过研究晶体开裂及产生过冷的机理,优化温场结构设计,解决了这两种现象之间的矛盾,实现了大尺寸Ce∶LYSO晶体的生长,晶体尺寸达到60 mm×280 mm。先后生长不同掺杂浓度的Ce∶LYSO晶体,并根据相应的测试结果确定了合适的掺杂比例,进一步明确不同通气方式对晶体性能的影响。结果表明,Ce掺杂浓度达到0.15%时,发光强度最大,晶体内部无明显缺陷。晶体在抽真空充流动氮气条件下生长,有利于提高晶体的透过率,对相对发光强度的影响不大。     

Te溶剂垂直区熔法生长Φ20MCT晶体组分控制研究

采用Ｔｅ作溶剂在特制的垂直区熔炉上开展了Φ２０ＭＣＴ晶体的生长研究；详细阐述了该方法ＭＣＴ晶体的生长过程和生长机理；总结了分析了晶体生长过程中影响组分的因素；提出了生长过程中组分控制存在的问题和改善组分控制的措施。     

PVT法生长大直径SiC晶体粉源的热特性及对生长的影响

研究了SiC粉料的空隙率对晶体生长的影响.分析比较了当粉料取不同空隙率时粉料中以及生长腔内温度分布的异同,并结合实验研究了生长腔内等温线的不同形状和生长晶体表面形貌之间的关系.数值计算和实验结果均表明,生长腔内等温线的形状直接决定着生长晶体的表面形貌;粉源内较大的空隙率有利于粉的有效升华和晶体的稳定生长.     

籽晶偏向对高纯半绝缘4H-SiC晶体影响的研究

采用PVT法得到高纯4H-SiC体单晶。研究了0°、1°、4°晶体对晶体台阶流、晶体结晶质量、晶体缺陷、晶体电学性能的影响;晶体台阶流采用奥林巴斯显微镜进行表征,晶体缺陷采用莱卡体系显微镜进行表征,晶体结晶质量采用高分辨XRD进行表征,晶体电学性能采用非接触电阻率测试仪进行表征。实验结果表明:4°籽晶生长的晶体缺陷最少,1°与4°籽晶生长的晶体结晶质量相当,0°籽晶生长的晶体电学性能最均匀。     

CAS晶体生长与习性研究

采用中频感应上称重提拉技术对Ca_2Al_2SiO_7(CAS)压电晶体进行了生长,研究了不同转速及生长方向下晶体的生长习性,从理论上分析了转速和生长方向对晶体形貌的影响。结果表明,晶体外形随转速的增加,其形貌由圆柱状变为正方形,再变为长方形,当转速到一定临界值时,晶体呈多晶状;随晶体生长方向的不同,晶体有不同的显露方向,并都有强的显露面(001)。对晶体不同显露方向进行了X线衍射分析,且对(001)面进行回摆测试。结果表明,晶体结构完整,结晶性能好。     

生长MCT晶体的改进型Bridgman方法：ACRT—B

本文介绍一种经改进的采用加速坩埚旋转技术的Bridgman方法(ACRT-B)及ACRT-B用于生长MCT晶体得到的重要结果。与传统Bridgman方法生长的晶体相比,ACRT-B生长的晶体的径向组份均匀性得到很大改善;有用组份的晶片较多;晶体的结晶度好;主晶粒数目减少。ACRT-B工艺中,影响晶体质量最重要的旋转参数是最大旋转速率,而保持在最大旋转速率的时间和停止时间及反向旋转对结果的影响都很小。     

大型KDP晶体快速生长时间创记录

一块270ｋｇ的ＫＤＰ晶体在美国新泽西州Ｉｎｒａｄ公司只需生长54天。公司采用里弗莫尔国家实验室开发的快速生长技术首次全尺寸生长晶体,用于“国家点火装置”。该装置将采用大型ＫＤＰ、ＫＤＰ晶体用于两个泡克尔斯盒,将1μｍ基波三倍频到紫外光(351ｎｍ)。该系统共需576片1ｃｍ厚、41ｃｍ×41ｃｍ的晶体,用于192束光。以往的生长过程约每天生长1ｃｍ,则“国家点火装置”所需的大型晶体每块需生长1～2年。这种在莫斯科大学开创,用于里弗莫尔的生长技术,生长187ｋｇ的金字塔形ＫＤＰ晶体只用了7个星期。大型KDP晶体快速生长时间创记录@…     

用提拉法生长氧化物晶体时的一些问题

生长铌酸盐、钽酸盐和石榴石这样的氧化物晶体时,用一稳定方法生长直径不变的晶体往往碰到某些困难。本文通过模拟熔体中的液流和温场研究了金属和半导体晶体生长时不曾遇到的两大问题。一个是生长界面形状随液流变化由凸转向凹时,熔体流动由自然对流转变为生长时晶体旋转所产生的强制对流所引起的。另一个是晶体周围的热不对称引起的,而且只有当晶体和坩埚的温差或熔体的温度梯度低以及强制对流为主体时才发生。本文给出了强制对流肚过自然对流而占优势时的临界雷诺数。详细地研究了石榴石晶体生长时,其界面形状的突变情况。