Вытягивание кристаллов

Потребность расширения номенклатуры искусственных монокристаллов, однако, способствовала разработке новых методов выращивания, принципиально отличных от метода Вернейля. Так, в 1917 г. И. Чохральский предложил вытягивать кристаллы из расплава, находящегося в тигле [86]. Появление данного метода позволило осуществить кристаллизацию при строго контролируемых температурно-временных условиях. Именно метод Чохральского дал возможность проводить процесс кристаллизации в вакууме, а также в контролируемых нейтральных атмосферах. В отличие от метода Вернейля метод Чохральского был подвергнут принципиальным видоизменениям. Так, в 1926 г С. Киропулос заменил операцию вытягивания кристаллов из расплава на направленную кристаллизацию расплава путем плавного снижения его температуры [87]. В этом случае, однако, возникают трудности, связанные с извлечением из тигля выросшего монокристалла. Проблема была решена М. И. Мусатовым, который предложил на заключительной стадии кристаллизации вытягивать монокристалл на расстояние, исключающее контакт монокристалла со стенками тигля [88]. [c.86]

Геометрические размеры и качество кристалла существенно зависят от скорости выращивания и температуры. Обычно скорость вытягивания кристалла составляет 0,1—2 мм/мин. Увеличение температуры приводит к сокращению фронта кристаллизации и уменьшению диаметра растущего кристалла, вплоть до полного отрыва его от расплава, а уменьшение температуры— к увеличению диаметра монокристалла и скорости выращивания. Однако при высокой скорости выращивания кристалла увеличивается количество захваченных примесей. [c.58]

Метод дробной кристаллизации очень трудоемок, требует постоянного контроля и дает малый выход чистого металла. Поэтому в настоящее время предпочитают зонную плавку или вытягивание кристаллов из расплава. Основы этих методов изложены во II томе. [c.265]

Установки, применяемые для вытягивания кристаллов галлия отличаются от обычных тем, что вместо печи для расплавления метал ла используется термостат, в котором закрепляется тигель с галлием Галлий плавится под слоем кислоты, смешанной с глицерином [113] Перемешивание расплава достигается путем вращения тигля и штока с затравкой в противоположные стороны [3]. Из-за склонности галлия к переохлаждению необходимо дополнительно охлаждать шток с затравкой. После вытягивания концы кристалла ( 7% по массе) с обеих сторон отрезаются, остальная часть идет на повторное расплавление и вытягивание [114]. [c.266]

Р ис. 2. Установка для вытягивания кристаллов германия [c.4]

Кристаллофизическая очистка галлия. Кристаллофизические методы очистки, основанные на распределении примеси между твердой и жидкой фазами, такие, как зонная плавка, вытягивание кристалла из расплава и направленная кристаллизация, начали применяться в технологии (сначала для очистки германия, а потом и других элементов) с пятидесятых годов нашего века. Однако особая легкоплавкость галлия послужила причиной того, что для его очистки еще в тридцатых годах была предложена дробная кристаллизация металла, [c.163]

Для очистки И. используют чаще всего электролитич. рафинирование, вакуумную обработку для удаления летучих примесей, зонную плавку или вытягивание кристаллов из расплава. Предложен также ряд методов очистки И. с промежут. образованием его соед., в частности хлоридов. [c.227]

СОПРОВОЖДАЮЩИЕ ПРОЦЕСС ВЫТЯГИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА [c.94]

Рассматривая влияние межфазных натяжений на процесс вытягивания кристаллов из расплава, необходимо обратить внимание на следующий факт. При затвердевании удельный объем германия увеличивается примерно на 4,7%, а кремния —на 9% [38]. При стационарном росте это может вызывать увеличение ради- [c.107]

Рис. 5.3. Схема аппарата, используемого при вытягивании кристаллов из расплава, иапример, при синтезе ИАГ.

Пермутационные указатели обладают рядом недостатков. Во-первых, заглавие не всегда в должной мере отражает содержание документа. Во-вторых, в качестве самостоятельных рубрик используются только слова заголовка, а не термины, определенные из существа дела и специально разработанной рубрикации. Поэтому работы близкого содержания могут быть расположены под разными ключевыми словами, являющимися синонимами. Например, заголовки Выращивание кремния по методу Чохральского и Вытягивание кристаллов кремния из расплава имеют одинаковый смысл, но мало совпадающих ключевых слов и поэтому будут разнесены по несовпадающим рубрикам, в частности по рубрикам Выращивание и Вытягивание , хотя в полном контексте смысл этих слов совпадает. Поэтому каждый раз, изучая какую-либо тему, приходится вспоминать все слова-синонимы. Это особенно трудно, если указатель составлен на малознакомом языке. Безусловно, словарь синонимов очень полезен для такой работы. Подобные словари— так называемые тезаурусы — удобны для определения терминов, по которым выбираются ключевые слова для отыскания нужной информации в указателе. Примером такого справочника может служить [122]. [c.254]

Рис. 90. Вытягивание кристаллов из растворов по Крюгеру и Финке.

Схема современного прибора для вытягивания кристаллов приведена на рис. 36. После того как зародыш смочен в расплаве и приподнят так, чтобы оставаться с ним в соприкосновении, температуру расплавленного вещества понижают настолько, чтобы она была чуть выше точки плавления, и затем поддерживают постоянной. Кристаллизация идет при равномерном [c.233]

Установки, применяемые для вытягивания кристаллов галлия, отличаются от обычных тем, что вместо печи для расплавления металла используется водяной термостат. В нем закрепляется фарфоровый, стеклянный или кварцевый тигель с галлием. Галлий плавится под слоем кислоты. Перемешивание достигается вращением штока с затравкой. Для дополнительного отвода тепла на затравку и расплав вблизи фронта кристаллизации направляется струя дву- [c.164]

Метод вытягивания кристаллов, который применял Чохральский [19] для получения длинных тонких монокристаллов металлов, очень похож на предыдущий. Разница заключается в том, что при выращивании кристаллов методом вытягивания кристаллизация происходит исключительно в результате охлаждения твердого вещества (температура расплава постоянна), тогда как кристаллизация по методу Наккена Киропулоса идет за счет охлаждения как расплава, так и зародыша. [c.233]

Кристаллофизическая очистка. Окончательно очищают индий обычно кристаллофизическими методами — зонной плавкой или вытягиванием из расплава по Чохральскому. При этом наблюдается хорошая очистка от примесей меди, никеля и серебра, которые оттесняются в конец слитка. Например, 3-кратное вытягивание кристалла с удалением после каждого вытягивания загрязненных концов (7% по массе) при скорости вытягивания 3 см/ч позволяет снизить содержание меди от 1 10 % до менее чем 2 10 %. [c.203]

Если вытягивание кристалла производится на воздухе, то имевшееся в исходном индии железо концентрируется ( 70—85%) в окисной пленке, остающейся на дне тигля. Если же вытягивание [c.203]

Вытягивание кристаллов проводили со скоростями 5 и [c.348]

Кристаллофизические методы очистки, основанные на распределении примеси между твердой и жидкой фазами, такие, как зонная плавка, вытягивание кристалла и направленная кристаллизация, начали применяться в технологии (сначала для очистки германия, а потом и других элементов) с пятидесятых годов. Однако особая легкоплавкость галлия послужила причиной того, что для его очистки еще в тридцатых годах был предложен подобный метод — дробная кристаллизация металла. В металл, расплавленный под слоем разбавленной соляной кислоты и охлажденный до температуры кристаллизации, вносят затравку чистого металла. Кристаллизацию проводят до тех пор, пока в жидком состоянии не останется 8—10% от исходного галлия, после чего отделяют кристаллы от расплава, например, центрифугированием. Так как почти все примеси, если их содержание в галлии превышает0,0003%, концентрируются в оставшейся жидкости, кристаллы оказываются чище исходного металла. Кристаллы промывают дистиллированной водой, и цикл кристаллиазции повторяют. После 6—10 таких циклов из галия чистотой 99,999% можно получить металл чистотой 99,9999% [1121. [c.265]

При вытягивании кристаллов методом Чохральского форма наружной поверхности жидкого столбика оказывает непосредственное влияние на геометрию растущего кристалла. Поэтому имеющиеся работы по исследованию поверхностных явлений касаются главным образом определения формы наружной поверхности столба расплава и нахохадения связи между высотой столба и диаметром вытягиваемого кристалла. Работа [29] является первой попыткой рассмотреть влияние механизма смачивания на форму кристалла. Автор считает, что при отсутствии потерь тепла с поверхности кристалла (идеальная экранировка) диаметр кристалла полностью опередляется механизмом смачивания. В работе приводится приближенное решение уравнения наружной поверхности жидкости столбика в случае вытягивания из расплава кристалла цилиндрической формы. [c.95]

Для определения температуры в растущем кристалле и анализа влияния отдельных факторов на температурное иоле в нем могут быть использованы аналитические решения задачи теплопроводности. Эти решения позволят также проанализировать и некоторые тепловые процессы, сопроволадающие вытягивание кристаллов из расплава. При постановке задачи должны быть учтены особенности рассматриваемого процесса. Диаметр растущего кристалла зависит от условий теплообмена на боковой поверхности его, скорости вытягивания, перегрева расплава и других факторов. При математической постановке задачи диаметр кристалла принимается заданным. Поэтому условия теплообмена с боковой поверхности кристалла и скорость вытягивания могут изменяться лишь в таких пределах, при которых можно получить [c.130]

Рещение системы уравнений на ЭЦВМ дает новые значения тепловых потоков в системе. Эти значения приведены на рис. 62. Для нас представляют интерес тепловые потоки от элементов кристалла. Эти тепловые потоки уменьщатся, так как температура поверхности всех элементов кристалла будет ниже. По полученным значениям тепловых потоков и новым температурам поверхности элементов кристалла определяются значения коэффициентов теплоотдачи для элементов кристалла и усредненных для всего участка. Для рассмотренного примера второе приближение дает удовлетворительное совпадение по коэффициентам теплоотдачи. Таким образом, при вытягивании кристалл диаметром 20 мм из расплава со скоростью 2,5 mmImuh при отсутствии бокового и потолочного экранов в нем будет распределение температуры, приближенно характеризуемое кривой 2 на рис. 63. По величине тепловых потоков с боковой поверхности могут быть определены радиальные градиенты температуры на наружной поверхности его. Рассмотренный выше метод позволяет определить температурное поле в кристалле, вытягиваемом при наличии дополнительного нагревателя, плавающего экрана и т. д. [c.187]

К. Морнзейн установил независимость слоистого распределения примеси в кристаллах полупроводников от скорости вытягивания. Изменения температуры в расплаве возникают в момент контакта затравки с расплавом, т. е. при образовании температурного градиента. Дополнительное нагревание уменьшает флуктуации температуры. На основании этого утверждается связь слоистости с конвекционными токами. Выделяются полосы оплавления кристалла. А, Витт и X. Гейтос выделили шесть типов слоистости, из них три связывают с вращением. Флуктуации температуры расплава при вытягивании кристаллов из расплава нельзя отнести на счет регулирования температуры, они являются следствием нерегулярной конвекции, поскольку величина флуктуации возрастает с повышением температуры роста, с увеличением температурных градиентов в расплаве и над расплавом. [c.208]

Получение кристаллов гидроокисей достаточной величины является весьма труд ной и специальной задачей, так как больщинство гидроокисей тяжелых металлов не только крайне трудно растворимо, но едва проявляет склонность к кристаллизации. Между тем почти для всех гидроокисей при повышенной температуре наблюдается увеличение растворимости в концентрированных натриевой и калиевой щелочах, которое, очевидно, связано с образованием гидроксокомплексов. Простым нагреванием гидроокиси с концентрированной щелочью и медленным охлаждением или длительным дигерированием гидроокиси с очень концентрированной натриевой щелочью в серебряном тигле (возможно, даже под давлением) удается получить многочисленные гидроокиси в хорошей кристаллической форме, например Мп(0Н)2 [263], ЗЬООН, 5с(ОН)з или ортогидраты лантанидов [264]. В некоторых случаях надо поступать подобно тому [265], как это обычно делается при вытягивании кристаллов. [c.286]

При проведении кристаллизации расплава К Тао.з51 Ьо,бг,)Оз в тигле, объемом 15 см и площадью открытой иовер.чности 5,30 см при Т = 1200° С и мольной концентрации окиси калия, равной 0,55, скорость испарения окиси калия равна 0,05 г/ шс. Для 85 г расплава избыток окиси калия составляет 1,88 г, следовательно, время вытягивания кристалла из расплава ограничено содержанием избытка окиси калия и составляет 35—40 часов. [c.304]

Таким образом, непременным условием получения прозрачных, неокрашенных кристаллов КТН является возможно более высокая стабилизация температуры расплава, из которого производится вытягивание кристалла. Достигнутую стабильность температуры 3° можно считать лишь первым прпближение.м к условиям выращивания совершенных кристаллов КТН. [c.308]

Вытягивание кристалла проводили при температуре расплава 1490 10°. Стабилизацию температуры осуществляли терморегулятором типа 201М посредством магнитного усилителя УМ — ЗП, соединенного с высоковольтным трансфордш-тором высокочастотного генератора ЛЗ-13. Нагревательная мощность генератора— 10 кет, частота — 430 кгц. [c.348]

Приведена классификация кристаллов типа АВгОе со структурой вольфрамовых бронз и рассмотрены некоторые физико-хим. св-ва выращенных кристаллов этой группы. Кристаллы этого состава выращены по методу Чохральского. В качестве исходных компонентов использованы ВаСОз, ЗгОз и ЫЬгОз марки ос. ч., взятые в соотношении, соответствующем составу кристалла выращивание проводили из толстостенных тиглей из илатино-родиевого сплава, иридия и платины. Найдено, что материал тигля оказывает влияние на окраску кристалла. Кристаллы, вытянутые из платинородиевого тигля, имеют янтарный цвет, из иридиевого — светло-коричневый, а из платинового — светло-зеленый. Вытягивание кристалла проводилн прн температуре 1490 10° со скоростью 5 и 10 мм час скорости вращения 2 об/мин. Измерены физич. св-ва кристалла плотность 5,23 см и микротвердость 341 кг/мм -, сняты спектры пропускания в видимой и ИК-областях оказалось, что кристалл прозрачен от 0,5 до 0,8 ц 3—7 ц 13—25 М-- Изучены электрич. характеристики кристалла температурные зависимости диэлектрич. проницаемости и проводимости, из которых определены ширина запрещенной зоны 3,8 э. в. и т-ра Кюри 60°. Рис. 7, библ. 14 назв. [c.424]

Отжиг-рекристаллизация устраняет отклонения в структуре металла от равновесного состояния, возникшие при нластнч. деформации. Холодная обработка давлением (прокатка, волочение и т. д.) приводит к измельчению, вытягиванию кристаллов и увеличению числа несовершенств их строения (дислокаций, вакансий и др.). Такой наклепанный металл обладает повышенной энергией и стремится самопроизвольно перейти в болео равновесное состояние. Однако у большинства металлов и сплавов, исключая легкоплавкие, подвижность атомов при комнатной темн-ре недостаточна, чтобы обеспечить активное развитие процессов, восстанавливающих первоначальную структуру. Поэтому их и приходится нагревать (отжигать). Начиная с определенной темп-ры при отжиге, наряду с вытянутыми деформированными кристаллитами, появляются новые более или менее равноосные зерна с кристаллич. решеткой того же типа, что и у деформированных, но со значительно более совершенной структурой. Образование и рост [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология