Опора тигля для выращивания кристаллов



Опора тигля для выращивания кристаллов
Опора тигля для выращивания кристаллов
Опора тигля для выращивания кристаллов
Опора тигля для выращивания кристаллов

Владельцы патента RU 2759623:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) (RU)

Изобретение относится к оборудованию для выращивания кристаллов прямоугольной формы из расплава. Опора тигля выполнена в виде прямоугольного в поперечном сечении корпуса 1 с посадкой для установки тигля на опору 6 и посадкой для установки опоры на шток 5, и имеющего сквозные пазы 4, предназначенные для установки требуемого для конкретного технологического процесса количества прямоугольных пластин 3 с возможностью изменения их взаимного расположения в корпусе 1. Опора позволяет экспериментально определять комбинацию элементов, необходимую для экранирования тигля от обдува конвективным потоком инертного газа и обеспечения условий теплоотвода от дна тигля в соответствии с требованиями конкретного ростового процесса. 6 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов из расплава.

В установках для выращивания кристаллов из расплава под давлением инертного газа с применением методов, предусматривающих перемещение тигля через неподвижно закрепленный нагреватель, опорой тигля обычно служит шток. Общие недостатки таких устройств - обдув тигля конвективным потоком инертного газа, оказывающий негативное влияние на тепловые условия в расплаве и растущем кристалле, а также невозможность регулировать теплоотвод от дна тигля. Особенно существенно проявляются эти недостатки при выращивании кристаллов прямоугольной формы, например, как описано в [Н.Н. Колесников, А.С. Кожевников. Способ получения кристаллических пластин селенида цинка. Патент РФ на изобретение №1808888], так как тепловые условия в области тигля прямоугольной формы существенно сложнее, чем в случае получения цилиндрических кристаллов.

Известна опора тигля [Liu Hongzhen, Mei Jingjing, Shi Linlin, Wang Dengkui, Wang Fei, Wang Yunpeng, Zhao Bin, Zhao Dongxu, Zhao Xin. Chromium-doped zinc selenide monocrystal Bridgman growth device and method. Патент CN104532353A] - прототип. В защищенном этим патентом устройстве цилиндрический тигель опирается на шток, диаметр которого меньше диаметра тигля. Недостаток такой конструкции состоит в том, что она не предотвращает обдув тигля конвективным потоком инертного газа, оказывающий негативное влияние на тепловые условия в расплаве и растущем кристалле, а также не предусматривает возможность регулировать теплоотвод от дна тигля.

Задачей настоящего изобретения является создание опоры тигля для выращивания кристаллов прямоугольной формы, позволяющей экспериментально подбирать условия для управления теплоотводом от дна тигля и уменьшения обдува тигля конвективным потоком инертного газа.

Поставленная задача решается тем, что опора тигля выполнена в виде прямоугольного в поперечном сечении корпуса, имеющего сквозные пазы в которые вставлены прямоугольные пластины, причем количество пластин и их взаимное расположение в корпусе можно изменять.

Пример исполнения такой опоры тигля показан на Фиг. 1, где опора изображена в сборе, а 1 - корпус, 2 и 3 - прямоугольные пластины, 4 - сквозные пазы, 5 - посадка для установки опоры на шток, 6 - посадка для установки тигля на опору. Дополнительно конструкция опоры иллюстрируется чертежами:

- Фиг. 2, где показан вид сверху опоры в сборе, представленной на Фиг. 1;

- Фиг. 3, где показан вид снизу опоры в сборе, представленной на Фиг. 1;

- Фиг. 4, где отдельно показан корпус опоры;

- Фиг. 5, где отдельно показаны прямоугольные пластины.

Предлагаемая опора тигля работает следующим образом.

В пазы 4 корпуса опоры 1 устанавливается требуемое для конкретного процесса количество пластин 2 и 3. Опора тигля устанавливается на шток установки для выращивания кристаллов посредством посадки 5, форма и размеры которой определяются конструкцией штока. В посадке 6 корпуса опоры тигля устанавливается тигель. Форма и размеры посадки 6 определяются конструкцией тигля. Затем проводится процесс выращивания кристалла. На фотографии Фиг. 6 показана кристаллическая лента селенида цинка, выращенная методом вертикальной зонной плавки под давлением аргона с применением предлагаемой опоры тигля.

В ходе процесса выращивания кристалла пластины 2 и 3, установленные в пазы 4 корпуса опоры тигля 1 экранируют дно тигля от обдува конвективным потоком инертного газа. Пластины также позволяют подобрать условия теплоотвода от дна тигля, требуемые в конкретном ростовом процессе.

Количество пазов 4 в корпусе опоры тигля 1, количество и порядок расположения пластин 2 и 3 в корпусе 4 определяются требованиями конкретных процессов выращивания и подбираются экспериментально. Например, кристаллическая лента ZnSe, показанная на Фиг. 6, выращена с опорой тигля, показанной на Фиг. 1, то есть имеющей в корпусе семь пар пазов, в которые было установлено 4 пластины 2 и две пластины 3, их взаимное расположение показано на Фиг. 1.

Материал опоры тигля может быть выбран в зависимости от свойств соединения, кристалл которого выращивается. Например, для ZnS, CdS, ZnSe, имеющих высокие температуры плавления, учитывая химическую агрессивность расплавов и паров, можно выбрать графит.

Опора тигля для выращивания кристаллов, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде прямоугольного в поперечном сечении корпуса с посадкой для установки тигля на опору и посадкой для установки опоры на шток, и имеющего сквозные пазы, предназначенные для установки требуемого для конкретного технологического процесса количества прямоугольных пластин с возможностью изменения их взаимного расположения в корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области кристаллографии, а более конкретно к устройствам для выращивания кристаллов из растворов, например к технике скоростного выращивания кристаллов группы КДР (KH2PO4), в том числе, в промышленных масштабах.

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для выращивания кристаллов халькогенидов в условиях микрогравитации – важном направлении в космическом материаловедении.

Изобретение относится к области выращивания искусственных кристаллов из растворов. В способе выращивания кристалла из раствора при постоянной температуре, включающем отвод и последующее возвращение раствора в кристаллизатор, общий объем раствора в кристаллизаторе делят на две сообщающиеся между собой части, в первой из которых поддерживают постоянный уровень и концентрацию раствора, а во второй меняют уровень раствора путем подачи газа под давлением, вытесняя объем раствора из второй части в первую.

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов на затравку методами Бриджмена, вертикальной зонной плавки, температурного градиента, а также их модификациями.

Изобретение относится к области выращивания кристаллов. Предлагается кластер установок для выращивания кристаллов из раствора, содержащий несколько кристаллизационных установок 1, которые объединены в отдельные блоки по несколько установок, например по десять, которые образуют кластеры нижнего уровня 11, каждая из кристаллизационных установок 1 каждого блока кластера нижнего уровня 11 подключена к блоку индикации и управления 13 кристаллизационными установками 1 нижнего уровня 11, снабженному одним или более контроллером 14 и одним или более средством индикации функционирования 15 кристаллизационных установок блока, входящих в кластер, и коммутатором 16 нижнего уровня, совокупность кластеров нижнего уровня 11 образует кластер верхнего уровня 12, содержащий, например, десять кластеров нижнего уровня 11, каждый из коммутаторов 16 блока индикации и управления 13 кристаллизационных установок 1 нижнего уровня 11 подключен к коммутатору 17 верхнего уровня, который подключен к центральному серверу 18 и автоматизированным рабочим местам 19, служащим для загрузки и редактирования технологической программы в каждую кристаллизационную установку 1 и контроля за функционированием кластеров нижнего уровня 11, входящих в состав кластера верхнего уровня 12 любой из кристаллизационных установок 1, входящих в кластер 11.

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов халькогенидов металлов: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, вертикальной зонной плавкой, осуществляемой путем перемещения тигля через неподвижно закрепленный нагреватель.

Изобретение относится к области кристаллографии, а более конкретно к беспроводным устройствам для контроля температуры в вакуумных ростовых камерах, а также при отжиге кристаллов, выращенных из расплава.

Изобретение относится к технологии химического нанесения покрытий путем разложения газообразных соединений, в частности к способам введения газов в реакционную камеру.

Изобретение относится к системе печи, предназначенной для выращивания кристаллов, которая включает печь 120, содержащую корпус 121 с внутренней полостью (Vi), формирующей зону нагрева, при этом корпус 121 печи имеет сквозной проход 124, соединяющий внутреннюю полость (Vi) со средой, окружающей корпус 121, тигель 110 для выращивания кристалла, установленный во внутренней полости (Vi), теплоизоляционную заглушку 101, которая может быть введена с возможностью перемещения в сквозной проход 124 для регулирования отвода тепла из тигля 110 посредством излучения, причем теплоизоляционная заглушка 101 не находится в передающем силу контакте с тиглем 110, и опорную пластину 106, изготовленную из материала с высокой удельной теплопроводностью, имеющего коэффициент теплопередачи больше чем 90 Вт/(м⋅К), и установленную между нижней поверхностью 112 тигля 110 и опорной зоной 123.

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов, работающих в широкой спектральной области от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона длин волн.

Изобретение относится к области получения монокристаллов 57FeBO3 высокого структурного совершенства для использования в качестве монохроматоров при проведении экспериментов по ядерно-резонансному рассеянию с использованием синхротронного излучения.

Изобретение относится к оборудованию для выращивания кристаллов прямоугольной формы из расплава. Опора тигля выполнена в виде прямоугольного в поперечном сечении корпуса 1 с посадкой для установки тигля на опору 6 и посадкой для установки опоры на шток 5, и имеющего сквозные пазы 4, предназначенные для установки требуемого для конкретного технологического процесса количества прямоугольных пластин 3 с возможностью изменения их взаимного расположения в корпусе 1. Опора позволяет экспериментально определять комбинацию элементов, необходимую для экранирования тигля от обдува конвективным потоком инертного газа и обеспечения условий теплоотвода от дна тигля в соответствии с требованиями конкретного ростового процесса. 6 ил.

Наверх