Выращивание кристаллов из жидкой фазы

По методу Чохральского можно легировать кристалл, т. е. вводить в него примеси. При этом в расплав добавляются нужные примеси и задается скорость выращивания кристалла. При быстром вытягивании кристалла не происходит очистки, и в него полностью попадают все примеси расплава. При очень медленной скорости вытягивания примеси сильно оттесняются в расплав. Таким образом, меняя скорость роста кристалла, можно менять содержание примесей в кристалле. Предельно малое количество примесей в кристалле определяется величиной коэффициента сегрегации данного сорта примеси, т. е. отношением концентраций примеси в твердой и жидкой фазе. Вводя в расплав различные примеси и подбирая скорость вытягивания, можно управлять типом проводимости и сопротивлением кристалла и создавать электронно-дырочные переходы. При легировании кремния и германия (элементы IV группы периодической таблицы) элементами V группы — фосфором, мышьяком, сурьмой — получают кристаллы с электронной проводимостью /г-типа. При легировании кремния и германия элементами 1П группы — бором, алюминием, галлием и индием — получают кристаллы с дырочной проводимостью р-типа. [c.175]

Однако, поскольку экономичные методы выращивания идеальных кристаллов еще не найдены, приходится прибегать к более совершенным механическим методам разделения твердой и жидкой фаз. Обычно применение центрифуг для разделения кристаллов й маточного раствора заслуживает предпочтения перед фильтрами, так как использование центробежной силы обеспечивает повышенную четкость разделения. Однако в некоторых случаях фильтры дают ряд преимуществ. Различные типы центрифуг и фильтров рассмотрены в конце статьи. [c.66]

При выращивании кристаллов важную роль играют процессы тепло- и массообмена, протекающие в расплаве. От распределения температуры и концентрации легирующих примесей в жидкой фазе материала, особенно вблизи фронта кристаллизации, зависят электрические и другие свойства полученного монокристаллического материала. [c.19]

Одним из основных параметров выращивания монокристаллов является скорость подъема затравки. Процесс кристаллизации исключительно чувствителен к изменению этого параметра. Как было отмечено, программированием скорости пользуются при получении слитков с равномерными свойствами по их длине. Диаметр выращиваемого кристалла находится в прямой зависимости именно от этого параметра. Даже при незначительных колебаниях скорости подъема невозможно получить слиток постоянного диаметра. Любая из проблем процесса выращивания монокристаллов — распределение температур, концентраций примесей в слитке и расплаве, возникновение дислокаций и др., — непременно связывается с геометрией поверхности раздела твердой и жидкой фаз. Наиболее действенным средством управления этой поверхностью также является скорость подъема затравки. [c.214]

Аналогичные реакции известны также и для МоОз [117, 118] и ZnO [124]. Однако, при обычных давлениях водяных паров значение этих реакций для транспорта невелико, так как оксидные твердые фазы при температурах опыта обладают уже значительным давлением насыщения. Иначе обстоит дело, если перейти к более низким температурам и более высоким давлениям водяных паров. При этом уже осуществляются гидротермальный синтез и рост кристаллов, поскольку эти процессы происходят в отсутствие жидкой фазы. Особенно много экспериментов проведено с силикатами. В этом случае роль химических транспортных реакций также велика. Эти реакции в большинстве случаев еще с трудом поддаются расчету, так как имеется слишком мало сведений о природе и термодинамических свойствах участвующих в этих реакциях молекул. Транспорт силикатов осуществляют в основном методом конвекции. В качестве примера следует упомянуть хорошо изученный и практически важный процесс выращивания кристаллов кварца [125]. Транспорт ЗЮг обычно объясняют равновесной реакцией типа [c.67]

Систематические исследования были проведены при гидротермальном выращивании кристаллов (кварц) [125]. Эти процессы можно рассматривать как транспортные реакции с жидкой фазой или с водяным паром высокого давления (см. раздел 3.1.4.2). [c.114]

Выращивание кристаллов из пара обычно включает в себя транспортировку пара из зоны, содержащей твердое питающее вещество при температуре 1, ко второй зоне — зоне роста кристалла, имеющей температуру 2, причем последняя несколько ниже, чем tl, разность температур создает такое пересыщение, которое при соответствующем контроле может привести к образованию хороших зародышей кристаллов и обеспечить их дальнейший рост. Выращивание из паровой фазы для приготовления больших монокристаллов применяется гораздо реже, чем выращивание из расплавов и растворов. Поэтому экспериментальная методика выращивания кристаллов из пара не так хорошо разработана и, пожалуй, не так хорошо изучена, как методика выращивания из расплава или из раствора. Однако это не должно обескураживать экспериментатора, особенно потому, что именно из паровой фазы были получены почти совершенные органические кристаллы, практически свободные от дефектов [78]. Более того, благодаря возможности выращивания в вакууме или в атмосфере инертного газа при отсутствии жидких растворителей можно приготовить кристаллы, свободные от нелетучих примесей. [c.218]

Почти все твердые тела, включая минералы и металлы, являются кристаллическими. Кристаллические тела представляют собой более или менее крупные одиночные монокристаллы или сростки большого числа кристаллов — поликристаллы. Монокристалл образуется из жидкой фазы выращиванием вокруг единичного зародышевого центра. В зависимости от условий роста монокристаллов (различают равновесную и неравновесную формы), они могут иметь различную огранку. [c.141]

VII. 121. Предельные скорости роста. В случае монокристаллов предельная скорость роста определяется одним из трех факторов 1) началом дефектного роста 2) началом поликристаллического роста 3) началом зародышеобразования в жидкой фазе. При росте кристаллов в промышленной кристаллизации третий фактор имеет, по-видимому, наибольшее значение. Скорость роста по большей части ограничена размножением кристаллов при столкновениях. Другими словами, скорость роста ограничена используемым пересыщением, а это пересыщение в свою очередь ограничено необходимостью снизить размножение кристаллов до приемлемого уровня, чтобы получать кристаллы не менее какого-то определенного размера. Уровень пересыщения достаточно низок для того, чтобы дефектный рост не играл такого большого значения, как в случае выращивания монокристаллов. [c.269]

Концентрация примеси или активатора сильно зависит от того, как протекает затвердевание в процессе выращивания кристалла из жидкой фазы. Рост кристалла называют консервативным, если общее количество материала в двух фазах (жидкой и твердой) остается постоянным, т. е. материал не добавляется извне и не удаляется из той или другой фазы [11]. Примером могут служить многие нормальной кристаллизации" ) [15]. При нормальной кристаллизации посредством консервативного процесса в начальный период роста весь материал представляет собой жидкую фазу и твердая фаза кристаллизуется из жидкости на определенной поверхности в пересыщенном растворе. В итоге граница раздела между твердой и жидкой фазами перемещается через расплав контролируемым образом. В таких [c.71]

Происходит все последующее наращивание. Обычное устройство для такого выращивания представляет собой тигель с коническим дном. В тигель помещают расплав и опускают его через зону с температурным градиентом так, чтобы затвердевание началось в самой вершине конуса (фиг. 2.4, а). Затем по мере опускания тигля граница раздела между твердой и жидкой фазами перемещается через расплав. Обычно у оконечности тигля зарождается один кристалл. Если же образуется несколько зародышей, то в дальнейшем на поверхности раздела доминирует кристалл, растущий быстрее всех других. В некоторых случаях [c.72]

Материал, выращиваемый в системе газ —твердое тело, должен обладать достаточно высоким давлением пара. Если давление пара недостаточно высоко, можно использовать комплексо-образователи или другие реагенты для создания летучих соединений, при разложении которых образуется нужное вещество. В таких случаях рост идет уже из многокомпонентной системы, о чем речь пойдет несколько дальше. Для практического выращивания из газовой фазы при температурах ниже температуры пла вления не требуется, чтобы давление было равно атмосферному. Процесс роста кристаллов называют сублимацией, если в одной части системы испаряется твердый материал, а в другой он конденсируется из газа. Не обязательно материал испарять из твердого состояния. Например, в окрестности тройной точки ) возможно испарение жидкой фазы с последующей быстрой конденсацией пара и образованием твердой фазы в другой части системы. Поскольку нас интересует рост кристаллов, ограничимся анализом равновесия между газом и твердой фазой. [c.81]

До настоящего времени при нашем рассмотрении различных процессов мы придерживались того порядка, который был указан в изложенной в начале главы схеме их классификации. Мы рассмотрели равновесия твердая фаза — твердая фаза, жидкость — твердая фаза и газ — твердая фаза при выращивании кристаллов из однокомпонентных систем. В только что упомянутой схеме предполагается, что подобным же образом можно описать и равновесия в многокомпонентных ростовых системах. Последние в свою очередь естественным образом подразделяются независимо от агрегатного (будь то твердого, жидкого или [c.82]

При условии, что система близка к идеальной и вместо активностей можно пользоваться мольными долями X. Существуют немногие реакции в жидкой фазе с константой К, близкой к единице, которые пригодны для выращивания кристаллов, так что рост посредством химических реакций чаще всего проводится в газовой фазе ). Известен ряд рекомендаций по использованию реакций с большими значениями константы К, которые, однако, рассматриваются не здесь, а в гл. 7. Для реакций же в твердом состоянии требуется много времени для установления равновесия, поскольку такие реакции проходят с участием твердофазной диффузии. [c.91]

Разные методы выращивания кристаллов в многокомпонентных системах, содержащих жидкую фазу, имеют так много общего, что естественно все их рассматривать в одной главе. Поскольку при таких методах сверх кристаллизующейся фазы всегда имеются дополнительные компоненты, им присущи все недостатки, связанные с ростом в многокомпонентных системах (см. гл. 2, особенно разд. 2.10). Но эти методы дают и определенное преимущество, связанное с низкими температурами процессов (см. разд. 2.1). Поскольку кристаллы выращиваются из многокомпонентной жидкости, их рост во всех случаях можно рассматривать как кристаллизацию из раствора. И действительно, основные различия разных методов носят технический, а не принципиальный характер и связаны с типом применяемого растворителя. В конце главы мы остановимся также на некоторых других методах, тесно примыкающих к методам выращивания из растворов. [c.271]

Процесс выращивания кристаллов можно автоматизировать единственным способом, используя приборы с радиоизотопными датчиками, реагирующими на разницу в плотностях жидкой и твердой фаз кристаллизующегося вещества. На рис. 145 показана принципиальная схема автоматического регулирования процесса выращивания кристаллов. Пучок радиоизотопного излучения от излучателя 3, пройдя через границу раздела твердой и жидкой фаз кристаллизующегося вещества, падает на детектор излучения 4. Сигнал, возникающий на выходе детектора, усиливается прибором 5 и попадает в преобразователь 6, где непрерывно сравнивается с сигналом, поступающим от эталонного устройства. Это устройство состоит из компенсационного источника излучения 12, эталонного поглотителя 11, выполненного в виде клина, и детектора излучения 13. Нулевое положение преобразователя устанавливают в начале процесса регулирования при помоши рукоятки клина 10. Скорость кристаллизации задают скоростью перемещения источника и связанного с ним детектора излучения. [c.272]

При выращивании кристаллов методом Бриджмена с горизонтальным расположением контейнера кристалл и контейнер имеют постоянные и равные площади поперечных сечений. Для этого случая можно принять, что отношение плоЩади контакта жидкой фазы и [c.91]

При выращивании кристаллов методом Бриджмена с вертикальным расположением контейнера, методом Чохральского и другими подобными методами площадь контакта жидкой фазы с внешней средой остается постоянной, так что можно записать [c.93]

Исследования по распределению вещества между жидкими и кристаллическими фазами [5301—5307, 5340] восходят к работам В. Г. Хлопина [5301, 5302]. К ним относится, в частности, исследование [5305] по теории распределения изоморфных примесей между твердой и жидкой фазами при выращивании кристаллов методом вытягивания и зонной перекристаллизации. [c.49]

Складывается впечатление, что многие дефекты в кристаллах, выращенных методом вытягивания, возникают из-за кратковременных флуктуаций температуры, почти всегда существующих в таких системах. Эта проблема заслуживает дальнейшего изучения, и как минимум во всех статьях, касающихся метода вытягивания из расплава, должна содержаться информация относительно постоянства температуры вблизи границы кристалл — расплав. Мюллер и Вильгельм [51] наблюдали аналогичные флуктуации при выращивании кристаллов 1п5Ь зонной плавкой, и это позволяет предполагать существование подобных температурных флуктуаций, обусловленных нерегулярной конвекцией, в большинстве методов выращивания кристаллов из жидкой фазы в одно- и многокомпонентных системах и даже при выращивании кристаллов из газовой фазы. [c.206]

Таким образом, эксперименты подтвердили возможность выращивания усов Si по механизму ПЖТ с каплей кремния на вершине, а также основные выводы, сделанные на основании анализа условий динамического равновесия капли. Этот же анализ показывает, однако, что для стабильного роста усов Si значительно более подходящим является процесс выращивания с введением в состав капли присадочных элементов — растворителей. Допустим, капля состоит из двух элементов кремния и растворителя, образующего с кремнием в условиях роста жидкую фазу и не образующего соединений с углеродом или растворяющего его при температурах роста в больших количествах. Допустим также, что присадочный элемент незначительно испаряется из капли или капля подпитывается им из газовой фазы. В пересыщенной газовой смеси из такой капли на вершине кристалла карбида кремния будет кристаллизоваться именно карбид кремния. При этом баланс потоков (П1) будет самопроизвольно регулироваться. [c.68]

Выращивание кристаллов из жидкой фазы [c.33]

Различают четыре метода выращивания кристаллов из жидкой фазы получение твердой фазы из собственного расплава, из растворов в расплаве, из растворов в расплавленной соли или жидком растворителе. Хотя эти методы по существу одинаковы, они обсуждаются раздельно, поскольку имеются различия в способах их практического осуществления. Рассмотрим сначала выращивание кристаллов из расплава. [c.33]

Нетрудно видеть, что равновесие твердая фаза —жидкость—газ (S — L — G) представляет интерес для выращивания кристаллов соединения АВ из расплава. Это равновесие можно наблюдать в широком интервале температур и давлений, причем каждой величине Р соответствует определенное значение Т. Состав твердой, жидкой и газообразной фаз в общем случае неодинаков и изменяется при различных давлениях Р) и температуре (Т) так, как это изображено на проекциях Р-х и Т-х, приведенных на рис. II.4, б, в. На рис. II.4 показаны три особые точки, где составы двух фаз совпадают. [c.70]

Полное равновесие представляет интерес в связи с вопросом о взаимном влиянии разных примесей, с чем приходится сталкиваться при выращивании кристаллов из газовой или жидкой фаз, в которых содержатся примесные атомы двух видов. [c.274]

Отсутствие каких-либо закономерностей возникновения локальных неоднородностей в кристаллах создает трудности в определении методов и способов их устранения. Больщое значение придается геометрии поверхности раздела между твердой и жидкой фазами. При хороше.м перемешивании расплава концентрация примесей в ием постоянна в любой точке объема. Поэтому поверхности равной концентрации в кристалле будут расположены в плоскостях, параллельных фронту кристаллизации. В случае кривизны фронта в сечении кристалла должна наблюдаться неравномерность свойств, закономерно изменяющаяся от центра к периферии слитка. В связи с этим представляет интерес выявление возмож-1ЮСТИ получения плоского фронта при выращивании кристаллов и а существующих печах, определение факторов, с помощью которых можно управлять тепловым полем в кристалле и расплаве вблизи фронта кристаллизации. [c.204]

В монографии рассмотрены кинетические закономерности нестационарного и неизотериического процесса спонтанного образования кристаллов из жидкой фазы. Проведен теорети-иеский анализ статистических закономерностей кинетики начальной стадии зарождения центров кристаллизации, на основе него разработаны экснернлсентальные мегоды определения кинетических параметров процесса образования кристаллов одной или различных полиморфных модификаций. Описана установка статистического термического анализа и результаты исследования кинетики фазовых превращений в расплавах металлов, полупроводников, диэлектриков и в водных растворах неорганических солей, реально используемых для выращивания технически ценных кристаллов. [c.2]

Широкое использование кристаллизации из жидкой фазы в промышленности и в лабораторной практике предопределяет необходимость дальнейшего изучения механизма и кинетики фазового перехода жидкость — кристалл. Особая потребность в этом ош ущается при разработке научно обоснован-ШЕХ методов и технологических режимов выращивания совершенных монокристаллов, тонких слоев и пленок для новых направлений прикладной физики. [c.3]

Если при кристаллизации из жидкой фазы (раснлава или раствора) росту кристалла ничто не препятствует, то получается тело, имеющее правильную огранку. Так, если ввести зародыш кристалла соли в слабопересыщенный раствор, что обеспечивает медленную кристаллизацию, можно получить хорошо образованный монокристалл. Чтобы вырастить металлический кристалл с естественной огранкой, нужно создать условия, в которых зародыш мог бы расти сравнительно медленно, не встречая препятствий. Этого можно достичь, используя подробно разработанную технику выращивания монокристаллов [1 ]. В производственных условиях благоприятная обстановка создается иногда в зоне усадочной раковины медленно затвердевающего слитка. Примером может служить знаменитый кристалл Чернова , описанный многократно в курсах металловедения. Обычно же кристаллизация приводит к образованию конгломерата беспорядочно ориентированных друг относительно друга кристаллитов, огранка которых не связана с определенными кристаллографическими плоскостями. [c.19]

Если в жидкой фазе присутствзгют примеси в относительно больших количествах, то они влияют на кинетические характеристики процесса и смещают температуры равновесия жидкость — кристалл, а также меняют плотность активных точек роста на перемещающейся поверхности кристалла. Кроме того, примеси наследуются в какой-то мере твердой фазой и меняют ее свойства [154]. Получение желательного распределения примесей требует привлечения специальных способов кристаллизации, нахождение которых должно быть облегчено построением соответствующей теории. Аналогичное положение имеет место при осаждении из пара [155, 156]. Изменение распределения примесей путем варьирования временной зависимости скорости кристаллизации требует построения теории захвата инородных атомов и образований из жидкости [14]. Свойства кристалла данного химического состава во многом определяются его структурным состоянием (количеством и распределением дефектов строения кристаллической решетки различного типа [139]). Так, например, плотность и распределение дислокаций, образующихся в кристаллах при их формирований из расплава, существенно зависят от скорости перемещения фронта фазового превращения и от атомного механизма процесса. При этом возможно образование линейных дефектов как непосредственно при кристаллизации, так и при охлаждении от температуры плавления. Решение вопроса о выращивании кристаллов, имеющих высокое структурное совершенство, необходимое для нужд науки и техники, должно основываться на специальной теории. [c.250]

При выращивании монокристаллов любьдаи методами максимальная скорость роста ограничена тремя факторами дефектным ростом, поликристаллическим ростом или зародышеобразованием в жидкой фазе. Кристаллы могут обычно расти совершенными только при очень низких пересыщениях. При более высоких пересыщениях образуются включения или другие формы дефектного роста. Может происходить также поликристаллический рост, т. е. рост новых кристаллов на контакте с материнским кристаллом. Наконец, может происходить зародышеобразование в жидкой фазе или на стенках сосуда вдали от растущего кристалла. [c.284]

Рост кристаллов представляет собой гетерогенную химическую реакцию одного из следующих типов а) твердая фаза —> кристалл, б) жидкая фаза — кристалл или в) газ —> кристалл. Такая реакция возможна в системе, в которой помимо следов загрязнений или специально введенных в малых концентрациях активаторов ) имеется только один компонент ), а именно кристаллизуемый материал. Выращивание в таких условиях назы- вается здесь однокомпонентной кристаллизацией. Рост может происходить и в системе с высокой концентрацией примеси или введенного активатора в этом случае подлежащий кристаллизации материал растворен в растворителе ) или образуется в результате химической реакции. Такой рост наблюдается в системе, где кроме компонента, образующего кристалл, есть еще другой компонент или другие компоненты. Этот случай называется здесь многокомпонентной кристаллизацией. Подобное деление полезно при анализе теорий роста и классификации методик роста, хотя между одно- и многокомпонентным ростом и нет четкой границы, выраженной в виде определенной концентрации второго компонента. [c.52]

Это уравнение справедливо для всех процессов консервативного роста кристаллов, но им трудно пользоваться, когда процесс не относится к случаям нормальной кристаллизации. Для подобного процесса обычно нет данных о доле расплава, все еще остающегося в жидком состоянии к моменту затвердевания данного участка расплава. Долю закристаллизовавшегося расплава при затвердевании данного участка трудно определить даже в случае нормальной кристаллизации по способу Киропулоса или при отливке слитков. Уравнением (2.24) проще всего пользоваться при выращивании кристаллов методами Бриджмена — Стокбаргера и Чохральского, потому что тогда в процессе роста легко определить в любое время долю затвердевшего вещества из простых геометрических соображений. На фиг. 2.5 иллюстрируется распределение примеси в твердой фазе при консервативной кристаллизации в зависимости от доли закристаллизовавшегося вещества для разных значений кэфф [16]. [c.74]

При кристаллизации с использованием равновесия между жидкостью и твердой фазой процесс роста может быть как консервативным, так и неконсервативным. К выращиванию из раствора можно приспособить большую часть консервативных способов, показанных на фиг. 2.4. Однако в процессе роста из раствора часто приходится понижать температуру, чтобы поддерживать пересыщение ), потому что основная задача при выращивании из раствора сводится к помещению отдельных участков системы в зону, где раствор будет пересыщенным, и потому что температура насыщения в процессе кристаллизации меняется с изменением концентрации растворенного вещества. Поскольку из раствора кристаллизуется чистое растворенное вещество, состав раствора и температура изменяются, что нередко делает уравнения, выведенные для распределения примеси при консервативном выращивании, неприменимыми. Если нет неограниченной растворимости в твердой фазе растворенного вещества в растворителе (диаграмма фиг. 2.3, а), то раствор рано или поздно достигнет той области составов, где образуются эвтектика или какие-то другие фазы и где нельзя выкристаллизовывать только одно растворенное вещество. Однако выращивать небольшие кристаллы из большой массы раствора можно по методикам, показанным на фиг. 2.4 (с заменой на этом графике слова жидкость словом раствор ), медленно понижая температуру фронта кристаллизации. При этом уравнения, описывающие распределение примеси при консервативном процессе выращивания, часто могут служить хорошими приближениями. Нельзя забывать, что диффузия, связанная с ростом кз поликомпонентой системы, создает дополнительные трудности (гл. 3) и обычно заставляет вести процесс с пониженными скоростями роста. Конечно, расчеты распределения примеси более просты, если рост происходит на единственной границе раздела между твердой и жидкой фазами, т. е. если процесс в многокомпонент- [c.86]

Фиг. 7.31. Схема метода выращивания кристаллов GaP за счет эпитаксии в жидкой фазе, или метода к чающейся лодочки .

В качестве конкретного примера анализа влияния различных факторов на условия выращивания кристаллов из расплава рассмотрим один из тигельных методов получения монокристаллов из жидкой одиокомпопеитпой фазы — метод Чохральского, представляющий по существу разновидность метода направленной кристаллизации — метода Бриджмена (в котором отсутствует относительное движение жидкости и растущего кристалла, а происходит движение тигля относительно нагревательного устройства или наоборот). В методе Чохральского растущий на затравке монокристалл постепенно вытягивается из расплава (рис. 4.9) при непрерывном вращении кристалла, а иногда и тигля в противоположном направлении. [c.137]

В случае выращивания монокристаллов пз расплава методом Вернейля используют затравки, вырезанные в определенном кристаллографическом направлении п укрепленные на несущем штоке, которые затем вводят в пламя кислородно-водородной горелки. При этом происходит оплавление затравки и образование на ней слоя расплава, удерживаемого силами поверхностного натяжения. Затравка вращается и одновременно медленно опускается, Прп перемещении верхней части затравки из горячей зоны в более холодную происходит кристаллизация жидкой фазы. Сверху из специального бункера непрерывно подается тонконзмельченная гпихта, приготовленная по керамической тех-нологи . В кислородно-водородном пламени шихта плавится и питает расплавленный слой на поверхгюсти затравочного кристалла. Подачу шихты и опускание штока, на котором укреплен затравочный кристалл, подбирают таким образом, чтобы граница между твердой и жидкой фазами оставалась на одном и том же уровне относительно пламени. [c.139]

Выращивание монокристаллов из растворов во многом напоминает кристаллизацию из однокомпонентной жидкой фазы. Однако вследствие присутствия добавочного компонента — растворителя теоретический анализ в этом случае становится значительно сложнее. При росте кристаллов из растворов возможность образования зародыщей несколько больше, чем в одно-комионентной жидкой фазе. Ширина метастабильной области в этом случае зависит от природы и состава растворителя, кристаллизующегося вещества, его химического состава и строения, интенсивности перемешивания. [c.142]

Следует отметить, что коэффициент диффузии В зависит от вязкости раствора и определяется выбором растворителя и метода выращивания кристалла из раствора. Повышенная вязкость может приводить к захвату жидкой фазы растущим кристаллом, а также обусловливать его дендритный и иоликристаллический рост. [c.143]

Процесс роста кристалла сам по себе уже является отклонением от равновесных условий и количественно внедрение примесей в кристалл описывается не равновесным коэффициентом распределения, а некоторым эффективным коэффициентом распределения, который определяется как отношение концентрации примесей в твердой фазе к концентрации прикесей в жидкой фазе. Отклонение коэффициента распределения от его равновесного значения вызывается тем, что при направленной кристаллизации жидкая фаза уже не является гомогенной по своему составу. Для того чтобы установить зависимость величины эффективного коэффициента распределения примеси от условий выращивания кристалла, рассмотрим, что происходит на границе раздела между твердой и жидкой фазами. В начальный момент времени концентрация примеси С имеет одно и то же значение по всему объему расплава, если (как принимаем) примесь не испаряется из него. Введем в расплав монокристаллическую затравку из чистого исследуемого материала и начнем выращивание кристалла с некоторой небольшой скоростью. Примем, что коэффициент распределения примеси меньше единицы (К<1). Как только начинается рост кристалла, концентра-308 [c.308]

При выращивании монокристаллов их состав регулируется а) созданием нужного давления пара над жидкой фазой при кристаллизации из расплава б) регулированием упругости пара халькогена в процессе роста кристалла в методе пересублимации. Для примера рассмотрим получение монокристаллов халькогенидов свинца направленной кристаллизацией и метод пересублимации селенида свинца. [c.186]

Теперь рассмотрим полное равновесие между кристаллом и жидкой фазой для случая, когда в равновесии участвуют примесные атомы двух типов. Возьмем конкретный пример выращивание кристалла германия, легированного галлием и сурьмой, из расплава, в котором имеется СаЗЬ. Этот процесс был изучен Мак-Калдином и Уиттри [28] . [c.299]