Поверхность - фронт - кристаллизация
Cтраница 2
В некоторых участках границы могут образовываться очаги межкристаллитного разрушения в виде ультрамикроскопических надрывов; под воздействием растягивающих напряжений надрывы превращаются в микротрещины и выходят на поверхность фронта кристаллизации. [16]
Значения краевого угла а0 нельзя рассматривать в отрыве от поверхностных явлений, происходящих на границе кристалл - расплав, ибо действие сил поверхностного натяжения на границе твердой и жидкой фаз неизбежно приводит к искривлению поверхности фронта кристаллизации, которая также стремится приобрести форму, обладающую минимальной поверхностной энергией. [17]
Влияние формы поверхности фронта кристаллизации ( ПФК) на качество выращиваемых кристаллов общеизвестно. Различают ПФК плоскую, вогнутую или выпуклую по отношению к расплаву. Лучшие кристаллы фторфлогопита получены при плоской ПФК, отражающей отсутствие радиальных градиентов в кристаллизаторе. [18]
 |
Мыслимый вид зависимости концентрации агрегатов от температуры расплава.| Схематичное изображение. [19] |
Современные представления о более конкретном механизме роста кристалла выделяют два из них - слоистый и нормальный. В нормальном механизме поверхность фронта кристаллизации перемещается по нормали. По нашему мнению, упомянутые механизмы роста кристалла мало что добавляют к общим представлениям, идущим от Гиббса. Нас интересует другой подход к росту кристалла - агрегативный механизм. В дальнейшем представления Федорова в конце 1930 - х годов развил и детализировал Аншелес. [20]
Внутренний цилиндр ( нагреватель) поддерживается при температуре, более высокой, чем температура плавления окружающего расплава. Внешней поверхностью цилиндрического слоя расплава служит поверхность фронта кристаллизации. [21]
Во всех кристаллах наблюдаются дислокации. В большинстве случаев эти дислокации направлены нормально к поверхности фронта кристаллизации. Это устанавливается наблюдением за расположением дислокационных ямок, выявленных травлением на серии поперечных срезов кристаллов. Дислокации, зарожденные в зоне резкой смены выпуклой формы фронта кристаллизации на плоскую, ориентируются чаще всего параллельно оси роста, проходя через весь кристалл. При выращивании кристаллов с коническим фронтом кристаллизации дислокации, ориентированные также перпендикулярно фронту кристаллизации, постепенно выводятся на поверхность кристалла. [22]
Соотношение между скоростью кристаллизации ( в общем случае - скоростью вытягивания) и исходной концентрацией примеси занимает особое место при изучении структуры слитка. В зависимости от этого соотношения реализуется либо гладкая форма поверхности фронта кристаллизации, либо ячеистая, которая может вырождаться в ячеисто-дендритную и дендритную. Гладкая форма поверхности фронта кристаллизации в соответствии с нашей терминологией приводит к гладкой структуре слитка, при которой слиток является монокристаллическим или состоит из крупных блоков. Ячеистая форма поверхности фронта кристаллизации соответствует ячеистой структуре слитка. Ячеистую структуру, так же как и ячеисто-дендритную и дендритную, часто называют субструктурой. [23]
Из анализа этих выражений следует, что в гидродинамическом пограничном слое на поверхности вращающегося кристалла возникает радиальный поток расплава, направленный от оси вращения к его периферии. Вследствие этого под кристаллом появляется течение расплава, направленное к поверхности фронта кристаллизации. [24]
 |
Схема изменения фронта кристаллизации ИАГ с уменьшением тепло-отвода от тигля ( слева направо. а - вид сбоку. 6 - вид снизу.| Кристалл ИАГ, выращенный ТОРЫ6 ЗЗТеМ ИЗУЧЗЛИСЬ поляри. [25] |
В связи с вышеизложенным наиболее радикальный способ предотвращения объемного дефекта - выращивание кристалла с плоским фронтом кристаллизации при оптимальных скорости роста и температурных градиентах, а именно с малыми скоростями при интенсивном перемешивании расплава и при наличии достаточно больших температурных градиентов у границы раздела фаз. Получение однородного в поперечном сечении кристалла возможно также при развитии одной грани по всей поверхности фронта кристаллизации. [26]
 |
Равновесный коэффициент распределения примесей в кремиии. [27] |
Изменение параметра / ( см. § 1.1) происходит вследствие флуктуации температуры, возникающих в результате вращения кристалла в асимметричном тепловом поле, и является одной из основных причин возникновения примесной неоднородности. В то же время периодический характер процесса кристаллизации, зависимость А Эф от ориентировки поверхности фронта кристаллизации, тепловые условия на границе раздела фаз, природа и концентрация легирующей примеси могут служить также источниками возникновения неравномерного распределения примесей в кристаллах. Действие этих факторов, как указывалось выще, достаточно хорошо изучено, и естественная сегрегация примесей, обусловленная этими процессами, может быть сведена к минимуму. [28]
Основное внимание в развитии этих технологий должно быть уделе но изучению механизмов процессов, протекающих в газовой фазе фронта кристаллизации, а также процессов, протекающих на ростово ] поверхности. Необходимо также установить природу стимулирующи воздействий на процесс эпитаксиального роста и научиться управлят атомной структурой поверхности фронта кристаллизации. Все это дол жно обеспечить возможность воспроизводимого выращивания много слойных тонкопленочных структур широкого круга материалов с толщи нами отдельных слоев на нанометровом уровне, с атомно гладкими i резкими ( на уровне единичных моноатомных или мономолекулярны: слоев) границами раздела. [29]
Большое значение приобретает создание крупномасштабных кристаллизационных процессов. Нами предложены аппараты для осуществления указанных процессов, основными принципами построения которых являются: значительная величина поверхности фронта кристаллизации; обеспечение одномерной геометрии последнего; создание вблизи указанного фронта оптимального температурного градиента и минимальной толщины диффузионного слоя. [30]
Страницы: 1 2 3