分离结晶垂直Bridgman法生长CdZnTe晶体的全局数值模拟

摘要

采用FLUENT软件对分离结晶Bridgman法生长CdZnTe晶体进行了全局数值模拟。模拟对象为:熔体上部边界条件分别为固壁和自由表面时两种晶体生长系统。重点考虑坩埚和晶体之间狭缝宽度e和重力对分离结晶过程的影响。在计算中分别取e=0 mm、0.5 mm和1 mm三种狭缝宽度,得到了在微重力和常重力条件下的温度分布、结晶界面形状以及流函数分布图。结果表明:在微重力条件下,当熔体上部为固壁时,随着狭缝宽度的增大,热毛细力作用增强,流动强度增强;当熔体上部为自由表面时,则与之相反。在常重力条件下,由于浮力-热毛细对流的共同作用,随着狭缝宽度的增加,流动强度逐渐减弱,有助于提高晶体生长质量。