单晶生长

摘要： 采用温度振荡法和改进的布里奇曼法进行了CdGeAs_(2)多晶合成与单晶生长,生长出∅28 mm×65 mm完整无开裂的CdGeAs_(2)单晶体。用金刚石外圆切割机切割出CdGeAs_(2)晶片,采用X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱仪(EDS)对合成的多晶粉末和切割出的晶片进行表征。结果表明,合成产物为单相四方黄铜矿结构的CdGeAs_(2)多晶,晶片的原子百分比接近于理想化学计量比。经傅里叶变换红外分光光度计测试发现,初生长的CdGeAs_(2)晶体在11.3μm处的吸收系数为0.117 cm^(-1),经过拟合计算得出禁带宽度为0.52 eV。通过变温(110~300 K)霍尔效应测试表明,CdGeAs_(2)晶体在110~300 K温度范围内都为p型导电,载流子浓度p_(H)和霍尔系数R_(H)随温度的升高分别升高和下降,而霍尔迁移率μ_(H)几乎不变。拟合计算出晶体中受主电离能E_(A)=0.305 eV,并进一步分析了生长晶体中可能存在的受主缺陷。

摘要： 单晶光纤(SCF)是具有纤维结构的“准一维”功能晶体材料,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等国防民生领域展现出了巨大的应用前景。本文采用激光加热基座技术成功制备出直径60~100μm、长径比>6000∶1的超细Al_(2)O_(3)、YAG单晶光纤,单晶光纤平均直径起伏<4%,展现出良好的柔韧性与波导特性,为单晶光纤器件的小型化与集成化创造了条件。

摘要： 根据等离子炬焰熔法单晶生长结构特征,利用Fluent软件分析了等离子温度、燃气速度、外冷气速度、炉体结构对温度场的影响。结果表明,随着等离子体温度升高,轴向和纵向温度梯度增加,生长室温度整体升高;随着燃气速度的增加,生长界面处轴向和径向温度升高,但热源处径向温度下降;随着外冷气的增加,壁面温度降低;增加到一定数值后,作用减弱。当等离子炬反应器与生长炉的连接处改成带倒角的过渡形式时,生长界面处径向整体温度上升,且在热源温度为6000 K,燃气速度为0.2 m/s,外冷气速度为0.05 m/s的边界条件下,能生长直径约为10.54 mm的金红石单晶体。

摘要： 稳定可控的晶体生长界面,对体块单晶的品质和性能有决定性作用。但遗憾的是,大尺寸人工晶体生长技术发展繁衍近百年,生长界面始终是“盲区”,其复杂的热质输运、温度脉动、对流起伏等现象隐匿在高温熔体中,致使生长工艺存在过度的经验依赖和盲目性。由于缺乏针对界面失稳、缺陷增殖、组分过冷和回熔等现象的反馈控制技术,在晶体研究与生产方面存在一系列共性问题,如界面演化机理不明、材料品质性能良莠不齐、工艺研发艰巨漫长甚至无法重复等,严重限制了晶体材料在大功率激光器、集成半导体、高性能光学器件等重大课题中的应用。如能操纵高温、运动、时变的界面状态,则有望解读、预判,乃至控制上述破坏性现象,在单晶生长工艺过程与性能退化机理的关联性研究中取得突破。该项技术是涉及晶体、冶金、流体、机械等多学科的难题,具有显著的科研意义和工业价值。

摘要： 合肥科晶材料技术有限公司成立于1997年,是合肥物质科学研究院的下属企业,是国内知名的实验室材料与设备的生厂商与服务商。公司目前主要从事氧化物晶体(A-Z)系列材料研发生产、溅射靶材制备和材料实验室及电池研发全套设备。公司成立之初从研发高温超导薄膜基片大尺寸LaAlO 3单晶做起,目前研发了MgAlO 4、NdGaO 3、LSAT、3英寸LaAlO 3等晶体,是行业知名供应商。公司研发的各种高温炉、大尺寸高温高压炉、热等静压炉、单晶生长炉等可用于石墨烯、高通量、蒸发镀膜、高温超导薄膜、超导块材和线材的制备,涉及新能源材料、电池制备等领域,并为科研工作者提供材料研究解决方案,已经成为行业领军企业。

摘要： 钙钛矿型(ABO_(3))弛豫铁电单晶具有优异的机电耦合性能,被认为是研制下一代医疗超声换能器、高精度压电驱动器、水声换能器等机电耦合器件的核心关键材料。针对弛豫铁电单晶材料制备与物理性能方面尚存在的基础科学与工艺问题,本文综述了近些年弛豫铁电单晶生长与性能优化方面的研究进展,包括若干新的单晶生长方法用以改善弛豫铁电单晶的成分和性能均匀性,提升弛豫铁电单晶压电性能的系列新方法,通过铁电畴结构调控以获得高透光率的弛豫铁电单晶,以及高性能弛豫铁电单晶在电光技术领域的应用等。

摘要： 北京大学刘开辉教授、上海科技大学王竹君教授、中国人民大学刘灿研究员等合作,提出“预堆叠衬底-角度复制单晶生长”的新生长策略,在宏观控制衬底旋转角度的条件下,利用二维晶体严格的外延角度复刻生长行为,以及金属衬底预熔平面自铺展效应,成功操控了双层石墨烯堆叠转角生长。该策略在二维晶体制备领域提供了宏观尺度下精准操控双层堆垛结构的新路径,有望为大批量制备可控转角多层二维材料领域提供一种全新的低成本方案。

摘要： 高纯锗探测器在辐射探测领域具有重要地位.经过区熔提纯和单晶生长2个阶段,成功制备了纯度为13N、位错密度介于100~10000 cm^(-2)之间的高纯锗.其中,区熔实验使用自制水平区熔炉,在高纯氢气环境下,通过20~50次区熔以达到提纯要求.单晶生长采用直拉法,在高纯氢气环境下,沿[100]晶向生长,单晶有效长度>50 mm,有效直径>30 mm.采用浸蚀法测量位错密度,利用酸性腐蚀液腐蚀锗单晶片(100)晶面,读取位错腐蚀坑数量.结果显示,距单晶棒头部25、50和72 mm处的位错密度分别为2537、3425和4075 cm^(-2),表明在晶锭头部72 mm前,位错密度满足高纯锗探测器制备的要求.研究可为高纯锗单晶的制备提供参考.

摘要： 第三代半导体材料SiC具备熔点高、硬度大、稳定性好等特点,其制备工艺需要开发一些独特的工艺装备,主要涉及SiC单晶生长、衬底制备、外延生长和离子注入机及高温氧化炉等芯片制程关键装备。根据SiC技术及产业的发展特点,分析了当前SiC工艺设备特点及应用现状,展望了设备的未来发展趋势。

摘要： 三元过渡金属硫属化物是一类兼具低维结构和强关联电子的系列化合物,依其不同构成呈现出丰富多彩的电子基态.在硫属元素(S,Se,Te)中,Te具有比S和Se更小的电负性和更大的原子质量,因而过渡金属碲化物呈现出与硫化物和硒化物不同的晶体结构、电子结构和物理性质.三元过渡金属碲化物中陆续被发现新超导体Ta_(4)Pd_(3)Te_(16)和Ta_(3)Pd_(3)Te_(14),拓扑狄拉克半金属TaTMTe_(5)(TM=Pd,Pt,Ni)等,进一步拓展了碲化物家族的物性研究,为该材料体系的潜在应用探究奠定了基础.本文首先介绍了利用自助熔剂法和化学气相输运法生长4种三元钯基碲化物(Ta_(4)Pd_(3)Te_(16),Ta_(3)Pd_(3)Te_(14),TaPdTe_(5)和Ta_(2)Pd_(3)Te_(5))单晶的详细方案,并给出了化学气相输运法生长Ta_(2)Pd_(3)Te_(5)的化学反应方程式.生长出的Ta_(4)Pd_(3)Te_(16)和Ta_(3)Pd_(3)Te_(14)晶体的超导转变宽度仅分别为0.57 K和0.13 K,通过电阻数据拟合,得到了拓扑绝缘体Ta_(2)Pd_(3)Te_(5)晶体的能隙值为23.37 meV.最后,本文对利用自助熔剂法生长上述4种三元钯基碲化物晶体的生长条件和规律进行了对比分析和讨论,可以为采用类似方法生长其他过渡金属碲化物晶体提供启发和借鉴.

摘要： 本文提出了一种包含了CFD方法、GMDH算法和NSGA-Ⅱ的混合策略，用于Cz法晶体生长建模及工艺参数优化。通过CFD得到了大量的实验样本；通过GMDH型神经网络算法辨识出目标函数固液界面形变量h和缺陷评价准则V/G的多项式模型。

摘要： Polymorphism has been an important issue in the chemical industry for over a century. The existence of different crystal structures of the various polymorphs of a substance often results in different physical and chemical properties. Griseofulvin (GSF) has been widely used in clinical for treatment of ringworm in animals and humans over 50 years.It also serves as a model system for studying the physicochemical properties of poorly water-soluble drugs. However, the polymorphism of GSF was recognized until recently.

摘要： 单晶形貌的预测和调控在半导体、制药、催化等领域至关重要.Gibbs-Curie-Wulff理论认为在热力学平衡条件下,晶体的平衡形貌要保证体系总自由能最低.此理论被大量实例证实适用于无机单晶(特别是无机纳米晶).有机单晶的形貌是否可用Gibbs–Curie–Wulff理论预测并没有被证实.此研究选用了一种棒状无支链的具有良好的场效应晶体管性能有机半导体分子为研究对象.首先采用理论计算得到了该分子数个低指数晶面的表面能，并基于Gibbs-Curie-Wulff理论预测了晶体的平衡形貌。随后采用物理气相沉积的方法生长晶体，成功得到了微米尺度的单晶。研究发现在高温区生长得到的单晶形貌和理论预测的形貌相符合。原因是高温区传质速率快，晶体处于热力学平衡态。处于低温区的单晶受低传质速率的限制，晶体偏离平衡形貌。该研究为有机半导体形貌的精确预测和生长习性的调控提供了理论依据，在有机单晶研究领域具有重要意义。

摘要： 宽禁带GaN半导体器件以其优异的电学和光学特性,已成为目前半导体领域中的研究热点.以GaN单晶基片作为衬底进行GaN的同质外延生长,是实现高压,高频,高温GaN半导体器件优异性能的关键.制备基片的高质量大尺寸GaN体单晶生长是世界晶体生长技术领域中的挑战.与其他GaN体单晶生长方法相比,采用Na助熔剂法生长GaN晶体的温度和压力条件一般为600-900°C,＜10MPa(N2),生长条件相对温和且成本相对较低.本论文采用自行研制的高氮压助熔剂法GaN晶体生长设备,研究了Na基助熔剂、温度条件、压力条件对GaN晶体生长的影响,获得了最大尺寸为6.5mm的黑色六方锥型和1.5mm的透明六方柱型GaN体单晶.探讨了生长速率对单晶形貌的影响.

摘要： SiC材料作为第三代宽禁带半导体材料的代表,具有优良的物理性质和广阔的应用前景.本报告简单介绍了SiC材料的结构和基本性质,综述其在电力电子、光电子和微波器件中应用和其器件生产过程,回顾了晶体生长的历史,介绍现阶段PVT生长方法和LPE方法的进展.重点展示国内外SiC生长和加工技术的进展,包括生长技术、微管密度控制、晶体加工过程、电学性能和应用情况.

摘要： 采用物理气相传输法,通过调节SiC生长过程中通入生长腔的N2流量(N2/(N2+Ar)-0～10％),改变晶体生长前沿的N分压,获得了不同掺N浓度的SiC单晶.采用二次离子质谱法对其N掺入量进行测试,得出了掺N浓度与生长气氛中N分压的关系.利用霍尔测试仪及非接触电阻率测试仪对其迁移率、电阻率等电学性质进行了测量.根据不同掺N浓度下,沿生长方向晶体电阻率均匀性,估计生长系统中背景N杂质含量在10 18cm-3量级.

摘要： 惯性约束聚变(ICF)是实现受控热核聚变极有希望的途径之一,其研究工作的开展,无论对国民经济、军事应用,还是对基础学科探索都有着重要而特殊的意义.目前ICF实验使用的氘氚(DT)冷冻靶要求DT冰均匀分布在靶球的内表面,冰层内表面粗糙度优于1μm.要获得满足聚变实验要求的DT冷冻靶,需要控制DT冰结晶过程,实现DT单晶生长,由此减少晶体在生长过程中形成的缺陷,为后续的DT冰均匀化过程,提供高品质的DT冰.

摘要： 本文作者对石墨烯单晶的快速可控制备提出了独创性的研究思路和制备方案。通过向具有一定溶碳能力的Cu85Ni15合金表面局域提供碳源，产生局部碳浓度过饱和，成功解决了石墨烯单个核心控制形核这一技术难题。研究发现，Cu85Ni15衬底上石墨烯的生长遵循一种全新的等温析出机制。由于溶解在合金衬底内的碳原子参与了表面的石墨烯反应，导致石墨烯单晶的快速生长，速度高达180μm/min。基于全新的机理和参数优化，经过-2.5小时的生长成功制备了-1.5英寸的石墨烯单晶，生长速度和单晶大小都创造了新的世界纪录。单晶石墨烯室温下的载流子迁移率为10,000-20,000cm2V-1s-1。通过单核控制制备晶圆级石墨烯可以视为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现，对于推动石墨烯在电子学领域的应用具有重要意义。

摘要： 本文作者对石墨烯单晶的快速可控制备提出了独创性的研究思路和制备方案。通过向具有一定溶碳能力的Cu85Ni15合金表面局域提供碳源，产生局部碳浓度过饱和，成功解决了石墨烯单个核心控制形核这一技术难题。研究发现，Cu85Ni15衬底上石墨烯的生长遵循一种全新的等温析出机制。由于溶解在合金衬底内的碳原子参与了表面的石墨烯反应，导致石墨烯单晶的快速生长，速度高达180μm/min。基于全新的机理和参数优化，经过-2.5小时的生长成功制备了-1.5英寸的石墨烯单晶，生长速度和单晶大小都创造了新的世界纪录。单晶石墨烯室温下的载流子迁移率为10,000-20,000cm2V-1s-1。通过单核控制制备晶圆级石墨烯可以视为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现，对于推动石墨烯在电子学领域的应用具有重要意义。

摘要： 本文作者对石墨烯单晶的快速可控制备提出了独创性的研究思路和制备方案。通过向具有一定溶碳能力的Cu85Ni15合金表面局域提供碳源，产生局部碳浓度过饱和，成功解决了石墨烯单个核心控制形核这一技术难题。研究发现，Cu85Ni15衬底上石墨烯的生长遵循一种全新的等温析出机制。由于溶解在合金衬底内的碳原子参与了表面的石墨烯反应，导致石墨烯单晶的快速生长，速度高达180μm/min。基于全新的机理和参数优化，经过-2.5小时的生长成功制备了-1.5英寸的石墨烯单晶，生长速度和单晶大小都创造了新的世界纪录。单晶石墨烯室温下的载流子迁移率为10,000-20,000cm2V-1s-1。通过单核控制制备晶圆级石墨烯可以视为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现，对于推动石墨烯在电子学领域的应用具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本申请提供一种用于单晶硅棒生长的导流装置、生长设备及单晶硅棒生长的方法，涉及单晶硅棒生长技术领域。导流装置包括主导流筒和可拆卸地安装于主导流筒内侧的辅助导流筒；主导流筒具有第一内侧壁，辅助导流筒具有第一外侧壁，第一外侧壁能够与第一内侧壁的至少部分接触，以限制辅助导流筒与主导流筒在主导流筒的高度方向的相对运动；辅助导流筒具有第二内侧壁，第一外侧壁与第一内侧壁的至少部分接触时，第二内侧壁限定出用于单晶硅棒生长的通道，通道的内径小于主导流筒的内径。其无需采用多个不同尺寸的导流筒来满足不同目标直径单晶硅棒的生长，能够节约成本。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本发明公开一种通过连续柴可斯基方法生长单晶硅锭的方法。熔体深度及热条件在生长期间是恒定的，因为硅熔体随着其被消耗而被连续补充，且坩埚位置是固定的。临界v/G是由热区配置确定，且在生长期间对熔体连续补充硅使锭能够在锭的主体的实质部分的生长期间依与临界v/G一致的恒定拉晶速率生长。硅的连续补充伴随着对熔体的周期性或连续氮添加以导致氮掺杂锭。

摘要： 本发明实施例公开了一种水冷屏，包括：水冷屏本体和设置于所述水冷屏本体内部的冷却水路，所述冷却水路至少包括两个冷却水路支路，且各个所述冷却水路支路彼此相互独立；所述冷却水路支路通过控制冷却水的供水时间或供水流量，使得硅棒在上升至某一高度时对应位置的所述冷却水路支路处于低温状态。本发明提供的水冷屏能通过分时分量供水，提升水冷屏换热速率，增大硅棒生长时轴向温度梯度，有效地提升单晶硅的生长速度。本发明实施例还公开了一种单晶硅生长装置及单晶硅生长方法。

摘要： 实现碳浓度低的大口径单晶的生长。在生长单晶硅的单晶生长炉中配置对气流进行整流的气流管，通过使该气流管的至少表面层的材质为碳化硅(SiC)，不与硅氧化物引起还原反应，而降低晶体中所包含的碳浓度，并且屏蔽从外部转向到生长中的晶体的辐射热，不仅生长炉材的寿命，而且降低晶体中的碳浓度。

摘要： 本发明的利用EFG法的单晶生长用的模具具备：下表面，其浸渍于添加有杂质的原料熔融液中；矩形状的上表面，其与晶种相对且具有长边和短边；以及多个狭缝部，其从下表面向上表面延伸，且使原料熔融液从下表面上升至上表面。多个狭缝部的上表面处的开口部的长边方向各自相互平行，且相对于上表面的长边不平行。

摘要： 本发明涉及一种新材料制备技术领域，具体为一种锗单晶生长炉及基于生长炉的锗单晶生长温度控制方法，该装置垂直固定在底座上，其特征在于该生长炉采用圆柱形不锈钢炉体，炉体侧壁自下而上设置若干个加热电极，沿炉体内侧设置环形的保温材料；沿炉体中轴底部设置支撑系统，支撑系统上架设石英异型管，石英异型管内自下而上依次设置下层坩埚、中环、上层坩埚以及封帽，石英异型管上方覆盖石英棉。生长炉针对8英寸锗单晶生长特点，结构精妙，温区设计合理。

摘要： 本发明提供一种带移动保温的单晶生长设备及方法。设备包括炉体、坩埚、侧加热器、底加热器、导流筒、水冷套、坩埚支撑装置、侧保温层、底保温层及保温层移动装置；侧加热器位于坩埚的周向外侧，底加热器位于坩埚的底部，导流筒自坩埚的外侧延伸到硅料的上方；水冷套延伸到炉体内部；坩埚支撑装置与坩埚的底部相连接；侧保温层位于侧加热器及炉体的内壁之间，底保温层位于底加热器的下部；保温层移动装置与底保温层和/或侧保温层相连接，在单晶生长的不同阶段，通过改变所述底保温层与所述侧保温层之间的相对位置改变热场下部温度。本发明有助于控制晶棒内氧杂质含量以提高晶棒生长质量，且有助于缩减热场冷却时间以增加单晶生产产能。

摘要： 本申请涉及晶体生长技术领域，具体公开了一种GaAs单晶生长设备及GaAs单晶生长工艺。一种GaAs单晶生长设备，包括：晶体生长炉，所述晶体生长炉内设置有高温区、梯度区以及低温区；单晶坩埚，所述单晶坩埚位于所述单晶炉的中部，用以容纳砷化镓多晶，且所述单晶坩埚覆盖所述高温区、梯度区以及低温区；加热自动控制组件，所述加热自动控制组件包括用以构成高温区、梯度区以及低温区的多个第一加热元件，相邻所述第一加热元件之间设置有测温热电偶，所述晶体长炉的中部设置有第二加热元件，且各个所述第一加热元件和第二加热元件分别通过控制器进行独立控制。本申请具有提升砷化镓单晶的结晶质量，降低其位错密度的优点。