Методы выращивания кристаллов. Метод Киропулуса.
В методе Киропулоса рост кристалла осуществляется путем плавного снижения температуры во всем объеме расплава с помощью специального холодильника. При этом возможно либо спонтанное зарождение (без использования затравки), либо кристаллизация на затравку, опускаемую сверху до соприкосновения с расплавом. Фронт кристаллизации при этом находится ниже уровня расплава. В последнем случае кристалл растет за счет охлаждения, осуществляемого через стержень, на конце которого закреплен погруженный в расплав кристалл
Методы выращивания кристаллов. Метод Чохральского. (см Метод вытягивания)
Методы выращивания кристаллов. Метод Стокбаргера-Бриджмена.
Или метод направленной кристаллизации, отличается от методов Чохральского и Киропулоса тем, что закристаллизовывается весь объем расплава, помещаемого обычно в цилиндрический контейнер. Кристаллизация этим методом может осуществляться в двух режимах в контейнере: либо при перемещении контейнера с веществом через зону расплавления, либо при плавном снижении температуры в условиях постоянного градиента температурного поля. Эти режимы реализованы в двух вариантах: кристаллизации в вертикальном и в горизонтальном направлениях. При вертикальном перемещении контейнера монокристаллы могут вырасти при спонтанном зарождении или на затравку. В случае спонтанного зарождения дну контейнера придают коническую форму. Тигель с расплавом перемещается в печи из высокотемпературной области в низкотемпературную. В результате этого на дне конусообразного тигля начинается кристаллизация, и благодаря геометрическому отбору вырастает один монокристалл, имеющий форму сосуда. Это не позволяет использовать метод Стокбаргера для кристаллизации веществ, расширяющихся при затвердении (Ge, Si и т. д.).
Методы выращивания кристаллов. Метод Пфанна.
В метод е зонной плавки — методе Пфапна — на одном конце кристаллизатора, также имеющего форму лодочки и загруженного исходным поликристаллическим материалом, помещают кристалл-затравку. Затем специальным нагревателем расплавляют узкий участок около затравки до оплавления ее поверхности, на которой по мере удаления от зоны нагрева начинается кристаллизация. С постепенным перемещением расплавленной зоны вдоль слитка происходит его перекристаллизация в монокристалл. При этом примесь оттесняется растущим кристаллом. Путем многократного повторения такого процесса можно достичь значительной степени чистоты вещества.
Методы выращивания кристаллов. Метод Вернейля.
Метод Вернейля состоит в том, что вещество в виде порошка (например, порошок А12 03 с добавлением окиси храма, чтобы получить рубин, или окиси кобальта для получения сапфира) в специальном устройстве (рис. 5.43) сыплется из бункера через пламя гремучего газа с Т
2050° С, расплавляется и падает на кристаллическую затравку, разрастающуюся затем в корундовую монокристальную булю, медленно опускающуюся с помощью специального механизма. 
Методы выращивания кристаллов. Методы кристаллизации из паровой фазы.
В сосуде, нагретом до сравнительно высоких температур, содержится пар кристаллизуемого вещества, причем разные участки паровой фазы нагреты в разной степени так, что в системе возникают пересыщения относительно пара в целом или относительно отдельных его компонентов («парциальные пересыщения»). Запаянную ампулу, содержащую кристаллизуемое вещество, помещают в камеру таким образом, что исходное вещество находится в более горячей зоне (рис. 3.10). В ампуле устанавливается градиент концентраций благодаря температурной зависимости равновесного давления пара. При этом в более нагретой части концентрация выше. Под действием градиента температуры вещество переносится к более холодному концу ампулы, в зону кристаллизации, где пар оказывается пересыщенным и благодаря этому конденсируется.  |
Скачать 1.43 Mb.