Киропулос

Выращивание монокристаллов рубина и лейкосапфира осуществляется в настоящее время различными расплавными методами Вернейля, Чохральского, горизонтальной и вертикальной направленной кристаллизации, видоизмененным методом Киропулоса и др. В 1909 г. М. А. Вернейль [29] впервые получил своим методом голубой корунд (сапфир). В качестве красящих примесей он использовал оксид титана (0,5%) и магнетит (2,5%). По данным Г. Смита [29], в настоящее время в щихту добавляют некоторое количество железа. Однако в спектре поглощения следы железа не обнаружены, что указывает на вероятность его улетучивания в процессе роста кристалла. [c.231]

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]

Метод Киропулоса, как и метод Чохральского, относится к методам с неограниченным объемом расплава. В отличие от метода Степанова, для реализации метода Киропулоса не используются капиллярные силы. Этот метод заключается в том, что выращивание монокристаллов осуществляется непосредственно в расплаве путем плавного снижения температуры. При этом затравочный кристалл может возникать на специально вводимом в расплав холодильнике (за счет геометрического отбора). Используется также затравочный кристалл, предварительно укрепленный на холодильнике (рис. 69). [c.103]

Рис. 69. Схема установки для выращивания монокристаллов но способу Киропулоса 1 — монокристалл 2 — расплав 3 — контейнер 4 — нагреватель. Стрелками показано направление охлаждающей жидкости (воды) или охлаждающего газа

Учет распределения примесей в методе Киропулоса позволяет установить, что при 7п = О (где 7п — удельная скорость испарения примеси) выражение для распределения примеси в монокристалле имеет следующий вид [c.107]

Согласно соотношению (5.32), распределение примеси в монокристалле при выращивании методом Киропулоса носит явно сложный характер. [c.107]

Близки по идеологии к методу Чохральского методы Киропулоса, Мусатова, Степанова, при реализации которых успешно используется аппаратура по методу Чохральского, хотя в нее вносятся существенные конструктивные видоизменения. Например, в методе Киропулоса не используется механизм перемещения, в то время как в методе Мусатова этот механизм используется на последней стадии процесса. Для примера на рис. 89 а, б изображены цех производства лейкосапфира по методу Степанова в Минатоме РФ (ФГУП НИИ НПО Луч , НТЦ Исток ) и монокристаллы, выращенные на данном производстве. [c.126]

При. М. в. из расплава контейнер с расплавом и затравкой охлаждают так, чтобы у границы раздела кристалл — расплав, к-рая перемещается в ходе кристаллизации, поддерживалось оптим. переохлаждение. Этого достигают, обдувая контейнер потоком воздуха (метод Обреимова — Шуб-никова), перемещая нагреватель относительно расплава (метод Бриджмена), вытягивая затравку из расплава по мере роста кристалла без ее вращения (метод Киропулоса) или с вращением (метод Чохральского). Затравке и щели, из к-рой вытягивают кристалл, иногда придают спец. форму, выращивая монокристаллы разного профиля (метод Степанова). Используют также напыление капель расплава на затравке (метод Вернейля). [c.352]

Максимальную скорость растворения имеет грань (110). Поверхность грани (100) выявляется четко, а грани (111) и (ПО) плавно переходят к соседним. Аналогичная зависимость скоростей растворения от направления в кристалле получена и на монокристаллах КС1 и КВг, выращенных из химически чистых солей по методу Киропулоса. [c.182]

Так, из всех кристаллов системы КС1 — К Вг, выращенных из расплава по методу Киропулоса, наибольшую дефектность обнаружил кристалл состава 80% КВг — 20% КС1. Максимум электропроводности приходится на малые содержания КС1 и КВг в твердом растворе [4]. Только второй максимум электропроводности можно считать соответствующим повышенной дефектности кристалла (рис. 1 и 2). Таким образом, изучение только одного физического свойства различных кристаллов не объясняет влияния дефектов Шоттки на это свойство. Необходимо задуматься над тем, какого типа дефекты могут оказывать влияние на характер зависимости электропроводность — состав , обнаружить эти дефекты, а для однозначности решения задачи постараться отыскать [c.185]

На рис. 9 представлены графики зависимости статической диэлектрической проницаемости ацетона, пиридина и нитробензола от 1/Т. Для нахождения, величин 8, , ацетона и пиридина мы воспользовались результатами измерений 8 при различных давлениях, выполненными Киропулосом [195 при 20° С. При расчете было принято, что в интервале от —70° до +40° для ацетона и от +10° до +40° для пиридина функция (р) от температуры не зависит. Для нитробензола поправка на изменение объема в интервале температур от +10° до +40° не производилась, так как экспериментальные данные о зависимости нитробензола от плотности отсутствуют. Теоретические подсчеты показывают, что разность для нитробензола в интервале температур от +10° до +40° С невелика. В табл. Ж-1 (см. приложение Ж) приведены соответствующие численные данные. Для ацетона значения при температурах от —69° С до —20° С взяты из работы [8], а при температурах от —10° С до +40° С — из работы [9] и измерений, выполненных И. Л. Ва-каловым и автором. Значения плотности ацетона рассчитывались по уравнению р = 0,81 248— 1,1142-10 з [1 — t ) — — 0,815 I — tsY, приведенному в [10]. Здесь t — температура [c.31]

При использовании аналогичного метода Киропулосу [50] удалось инициировать рост монокристалла, сперва погружая холодный стержень в расплав до появления кристаллов, а затем чуть приподнимая стержень над расплавом так, что в нем оставался лишь один монокристалл (рис. 34). [c.231]

Рис. 34. Отбор монокристаллического зародыша по Киропулосу [50].

Пока еще трудно предугадать, получат ли развитие в ближайшее время методы выращивания кристаллов, чтобы можно было разрешить такие задачи, как получение кристаллизации слюды или длинных асбестовых волокон из гомогенных расплавов. Сравнительно медленное развитие этих методов, от первых опытов Таммана, Чохральского, Киропулоса и Стокбаргера до настоящего времени, свидетельствует о возрастающих затруднениях, которые встают на пути применения экспоненциального закона, и возникающих вследствие совершенно необходимых требований, предъявляемых к предельной чистоте расплава, к постоянству распределения температуры в расплаве и к постоянству необходимых температурных градиентов. Нельзя поддаваться пессимизму от сознания того, что на пути к достижению этих усовершенствований встретится много препятствий [c.383]

Применявшиеся нами для исследования монокристаллы иа очищенных солей щелочно-галоидных соединений выращивались из расплава по методу Киропулоса. Во многих случаях эта методика применялась и для выращивания щелочно-галоидных фосфоров, активированных различными примесями. Однако в тех случаях, когда температура кипения активирующего соединения значительно ниже температуры кипения основания, получение активированных кристаллов методом Киропулоса весьма затруднительно или даже совершенно невозможно, так как активирующая примесь быстро улетучивается. [c.47]

Схема устройства для выращивания кристаллов по методу Киропулоса приведена на рис. 18. [c.47]

Выращивание вз расплава. Контейнер с расплавом и затравкой охлаждают так, чтобы затравка всегда была холоднее расплава, но переохлаждение на ее пов-сти было невелико и затравка росла без дендритообразования или появления паразитных кристаллов. Этого достигают разными способами меняя т-ру нагревателя (метод Стронга-Штёбера), перемещая нагреватель относительно контейнера (метод Бриджмена - Стокбаргера), размещая затравку иа неподвижном охлаждаемом стержне (метод Наккена), вытягивая затравку из расплава по мере роста кристалла без вращения (метод Киропулоса) или с вращением (метод Чохральского). Затравке или щели, из к-рой вьггягивают кристалл, иногда придают спец. форму, выращивая кристаллы разного профиля (метод Степанова). Особенно широко распространен метод Чохральского, при к-ром затравку закрепляют на охлаждаемом стержне, опускают в расплав, а затем вытягивают из расплава при непрерывном вращении стержня. Метод используют для пром. получения металлич. и полупроводниковых кристаллов размером 1-50 см с регулированием их качества (дефектности) путем изменения скоростей вращения и вытя- [c.132]

Кипреиаль 2/763, 764 4/800 Кипящий слой 2/683 3/634, 637, 1009 4/258 5/718. См. также Псев-доонсиженный слой Киркиндаля эффект 2/197 Киропулоса метод 3/255, 256 Кирпич, механические свойства 3/145 Кирсанова реакция 2/764, 415, 765 5/241 [c.625]

Накипь 1/333, 771, 851 2/283 3/511, 764, 1211 5/441, 777 Нахкена метод 3/255, 256 Наккена-Киропулоса метод 2/223 Нако 3/694 [c.657]

Получение различных монокристаллов (металлов, полупроводников, диэлектриков) путем разращивания затравочного кристалла в строго контролируемых условиях по сравнению со спонтанным кристаллообразованием предпочтительно. Не составляет исключения и фторфлогопит. Из всех выращиваемых в настоящее время кристаллов, используемых в производстве в промышленных масштабах, фторфлогопит KMgз[AlSiзOlo]F2 наиболее сложен как по составу, так и по технологическим особенностям выращивания. Присутствие в шихте большого количества фторидных соединений, летучих при повышенных температурах, высокая вязкость фторсиликатного расплава, способность слюды разлагаться при нагревании задолго до достижения температуры плавления, совершенная спайность минерала — вот далеко не полный перечень сложностей, с которыми приходится сталкиваться при выращивании фторфлогопита на затравку. Для его выращивания опробованы расплавные методы Чохральского, Киропулоса, Степанова и другие, отвергнутые ранее как бесперспективные. В первую очередь здесь сказывается высокая летучесть фторидных компонентов шихты, что приводит к нарушению стехиометрического состава расплава уже в первые часы синтеза. Различные варианты состава атмосферы в кристаллизаторе (восстановительная, инертная, окислительная) в широком диапазоне давлений не вносят существенных изменений в процесс разложения расплава. [c.51]

Первые работы в СССР по выращиванию фторфлогопита на затравку начаты во ВНИИСИМСе в 1963—1964 гг. Вначале была сделана попытка разрастить пластинки слюды методом Киропулоса в атмосфере воздуха в платиновых тиглях непосредственно с поверхности расплава. Пластины располагались плоскостью спайности как перпендикулярно к зеркалу расплава, так и на его поверхиости. В этих опытах из-за быстрого (в течение 20—30 мин) разложения расплава на его поверхности образовывалась неслю-4 51 [c.51]

Рис. 58. Общая схема развития методов выращивания тугоплавких монокристаллов а — базовый метод Вернейля. б — базовый метод Чохральского (производные этого метода способ Киропулоса (7), способ Мусатова (2), способ Степанова (3)) в — базовый метод Бриджмена (производные этого метода способ Стокбаргера (4), способ Шмита и Вечника (5)), г — базовый метод Багдасарова

Основное преимущество метода Киропулоса заключается в его технической простоте и надежности. Он экономически выгоден, поскольку возможно более эффективное экранирование источника нагрева, сводящее невозвратные потери тепла к минимуму. Метод Киропулоса позволяет выращивать крупные монокристаллы, например, монокристаллы лейкосапфира весом до 10 Ч- 20 кг и более. Существенным недостатком метода, однако, является непостоянство скорости выращивания, поскольку теплообмен по мере увеличения массы монокристалла претерпевает изменения, учесть которые технически трудно. Поэтому скорость роста задается заведомо низкой (для лейкосапфира порядка 2 ммУч), чтобы избежать возможного образования в монокристаллах различного рода включений, блоков и малоугловых границ. [c.103]

Решение задачи конвектргеного теплообмена для случая остывающего расплава, характерного для метода Киропулоса, выполнено достаточно полно [65]. В случае больших значений числа Рэлея толщина пограничного слоя много меньше объема, занимаемого расплавом. Скорость течения в пограничном слое, как это следует из условия баланса массы, значительно выше скорости расплава в объеме тигля. Поэтому процессы конвекции в пограничном слое идут много быстрее процесса остывания, который можно рассматривать как квазистационарный. Тогда эффективная плотность потока тепла на границе [c.104]

Метод Наккена — Киропулоса [c.231]

Современный вариант прибора для выращивания кристаллов по методу Наккена — Киропулоса [64] показан на рис. 35. Порядок выращивания следующий. В зависимости от вещества температуру расплава поддерживают на 10—40° выше точки плавления, что гарантирует удаление всех кристаллитов. Полусферический конец металлического стержня, охлаждаемого в верхней части током холодной воды, опускают до соприкосновения с расплавом. Затем понижают температуру расплава до начала кристаллизации на стержне. После этого стержень приподнимают так, чтобы в контакте с расплавом остался только один монокристалл. Рост происхо- [c.231]

Рис. 35. Прибор для выращивания кристаллов по методу Наккена — Киропулоса

Метод ]Таккена — Киропулоса обладает как достоинствами, так и недостатками. К преимуществам относятся возможность более легкого выбора монокристаллического зародыша, преимущественное опускание примесей [c.233]

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]

Тамман и Be и разработали другой элементарный метод выращивания монокристаллов солей, основанный на получении очень малого количества центоов кристаллизации в чрезвычайно медленно и равномерно охлаждающемся расплаве. Эта идея была использована для получения высококачественных монокристаллов щелочных галогенидов при постоянной температуре, близкой (на ilO° выше) к температуре плавления данного расплава и при одностороннем отводе тепла с помощью платиновой трубки, помещенной вблизи кристаллического центра. Киропулос " и Стокбаргер настолько усовершенствовали этот метод, что им удавалось получать превосходные монокристаллы хлористых и бромистых солей щелочных металлов, пригодных для оптических, фотоэлектрических и диэлектрических исследований . Позже на предприятиях И. Г. Фарбениндустри и Хершоу Кемикал Компани этот метод применялся для выращивания кристаллов диаметром до 30 см при высоте [c.383]

Полный список литературы, включающей детальное описание методов, см. [435], № 6498 (процесс вытягивания Цейсса—Стейнхейля) [91] Final Reports, № 468, 552 (процесс И. Г.), № 1579 об установках Поля и Киропулоса. [c.383]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология