垂直Bridgman生长CdTe过程的数值模拟

采用 Galerkin有限元算法 ,计算了垂直 Bridgman生长 Cd Te过程中的温场分布、液体流动和固液界面的形状 ,分析了生长速率、温区分布等参数对固液界面的影响 .计算结果表明 ,较小的生长速率可以获得更为平坦的固液界面 ,适当增加结晶区域的温度梯度也是改善固液界面形状的一个有效方法 .同时 ,通过对生长系统中的热流分析 ,表明在生长过程的中间阶段 ,热量交换主要集中在梯度区附近 。

自发成核Bridgman法生长LaBr_3∶Ce晶体

本文用垂直Bridgman自发成核的方法生长了尺寸达φ25mm×30mm的LaBr3∶Ce单晶,晶体透明,无宏观缺陷。分析了晶体生长中主要的问题,指出了原料处理的关键,并指出了自发成核条件下晶体最有可能的生长取向为[001]方向,该方向对抑制晶体开裂非常有利。

Bridgman法生长的PWO晶体的发光特性和透光特性

本文采用改进的Bridgman法，以纯度不低于99．99％的PbO和WO3为原料，生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4（PWO）晶体，研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性．发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的发光均匀性和透光均匀性，其原因主要是改进的Bridgman法采用密封的坩埚，有效地抑制了组份（PbO和WO3）的挥发.

Bridgman法晶体生长过程中界面形状的改变

对不同生长条件下,Bridgm an法晶体生长过程进行了计算,对界面形状的改变的规律加以总结,并讨论了不同生长条件对界面形状的改变的影响。换热系数、导热系数和晶体宽度是影响界面凸凹程度及其变化趋势的重要参数。

用NH_4Cl-H_2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程

利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,两种腔室内溶液共晶凝固过程中流场的变化基本相似,形成竖壁面附近溶液向下流动、中心区域溶液向上流动的对流涡;凝固开始后,热交换和潜热的释放使液相区内温度下降趋于平缓;圆柱腔内出现了角区绕流和二次对流涡现象.实验得到的流动和温度变化规律为理论建模及数值计算提供了有用的实验数据.

在横向磁场中用Bridgman法生长HgCdTe晶体

在横向磁场中用 Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长的晶锭其轴向组分分布在中部和尾部具有相同的趋势，在头部有三种类型的分布磁场通过对固液混合区对流的作用影响溶质的再分布和轴向组分分布突然施加磁场和中断磁场都引起轴向组分分布的突变．当安瓿绕生长轴匀速旋转时、晶锭的径向组分分布既没有安瓿不旋转时的偏心特征，也没有常规 Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长晶体的径向对称性尾部呈现圆锥状的凸起。

Bridgman解的试验验证与分析

为研究韧性材料单轴拉伸试样的颈缩规律及颈部应力场的分布,对Q235钢、14CrNiMoV合金钢、LY12铝合金等三种典型的金属材料光滑试样和切口试样进行了单向拉伸试验,通过研究材料屈服过程的细观机理和颈缩部位最小截面上不同位置处孔洞大小和形状的变化规律,分析了颈部应力解Bridgman公式中主要试验和理论上的依据和假设,并给出了影响颈部应力场分布的主要因素。结果表明:Bridgman公式中等轴假设基本成立,屈服条件应用不合理,且颈缩部位的复杂应力场并非由颈缩部位最小截面的全面屈服和材料塑性流动导致,颈缩后构件几何形状的变化是引起应力场重新分布的主要因素。

四方品系晶体的Bridgman法生长的稳态数值模拟

本文对四方晶系晶体的Bridgman法生长进行了稳态数值模拟。当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,将产生“W”形固液界面。通过比较,指出不同导热系数组合时晶体生长的难易。当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,界面平坦,容易长出较好质量的晶体。对中、低级晶系的生长,晶体横向导热系数应大于纵向导热系数。

ACRT-Te溶液Bridgman法生长的In掺杂CdMnTe界面研究(英文)

采用ACRT-Te溶液垂直布里奇曼法成功制备出直径为30mm、长度为60mm的CdMnTe晶锭。相对于普通布里奇曼法生长的CdMnTe晶锭,Te溶液法生长的 CdMnTe晶锭中的孪晶大大减少。但是由于较高的Te夹杂相密度,红外透过成像显示晶锭生长界面的微观形貌既不均匀也不规则。同时,采用激光共聚焦显微镜也观察到CdMnTe富Te区存在无规律沉积的含有孔洞的不规则形状Te相。如果采用合适的生长工艺得到较为平直的生长界面,Te溶液垂直布里奇曼法可以有效减少CdMnTe晶体中的孪晶。

Bridgman法生长的PbWO_4晶体的腐蚀观察

利用光学显微镜观察了Bridgman法生长的PbWO4晶体 (0 0 1)晶面的腐蚀形貌 ,讨论了位错蚀坑的形态特征 ,分布规律以及与晶体结晶习性的关系 ,同时还观察了亚晶界的形态 。

二元半导体合金垂直Bridgman晶体生长的热质对流Ⅰ-原型炉

以GeSi半导体合金为例,采用准稳态模型数值研究了理想垂直Bridgman装置-原型炉中二元合金单晶生长过程的热质对流现象,分析了热瑞利数、生长炉绝热区长度对热质对流、熔体径向溶质分凝的影响规律。结果表明,原型炉中熔体的流动结构随热瑞利数的变化出现三种截然不同的形式;热质对流的驱动力是生长炉热边界条件不连续性引起的径向温度梯度;随着熔体流动强度的增加,径向溶质分凝变化出现两个极小点。

Bridgman压砧几种内加热方式及其温度测量

设计了4种Bridgman压砧内加热方式,尝试了钽和石墨作为加热材料,采用双热电偶测温,分别测量了不同加热方式的样品中部和上部温度与输入电压的关系,并粗略地讨论了样品的温度梯度。在0.1 GPa压力下,样品温度达到1 300℃以上。另外,在5.0 GPa高压下、1000℃范围内测量了样品温度随输入电压变化的曲线。

Bridgman法生长的大尺寸钨酸铅晶体的光学和闪烁性能(英文)

本文报道了我们采用改进的Bridgman法为欧洲核子研究中心 (CERN)大型强子对撞机 (LHC)上的紧凑型 μ子螺线管 (CMS)实验生长的大尺寸掺Y3 + 钨酸铅闪烁晶体 ,给出了晶体的光学和闪烁性能 ,如光致发光谱、X射线致发光光谱、纵 /横向的透射光谱、光产额以及辐照硬度。测试结果表明 ,掺Y2 O3 的钨酸铅晶体光产额很高 (>13pe/MeV) ,且全为 10 0ns以内的快发光 ,其辐照硬度已接近CMS电磁量能器 (ECAL)端帽晶体的要求 ,同一批晶体彼此间的性能一致性好。

Hg_(1-x)Mn_xTe晶体的垂直Bridgman法生长系统温度场分析

利用ANSYS有限元软件,以实际炉膛内的温度分布为边界条件,分析了包括生长中的Hg0.9Mn0.1Te晶体和晶体生长炉在内的生长系统的温度场。结果表明,晶体、熔体、高压Hg蒸气和石英的存在,使炉膛内的温度分布趋于平缓。在气液(气固)界面、液固界面、石英坩埚顶部和底部,轴向温度出现转折。随着晶体的生长,固液界面的轴向温度梯度逐渐减小。当石英坩埚完全处于高温区或低温区时,所在位置的温度分布更均匀,但远离坩埚区域的温度场受到的影响很小。

垂直Bridgman法多组元晶体生长的多场耦合模型

对垂直Bridgman法多组元晶体生长的准稳态模型所采用的Boussinesq线性密度假设进行了改进,基于密度的Taylor展开式,得到了熔体密度随温度、浓度变化的非线性函数关系并引入到模型中,改进后的准稳态模型(PSSM)能揭示晶体生长过程的非线性本质.明确了模型的边界条件,得到了晶体生长的完整数学描述.改进后的PSSM以及已获得的多组元晶体准确物性为晶体生长的多场耦合定量数值模拟研究奠定了基础.

偏心Bridgman－Hg_（1－x）Cd_xTe晶体生长S－L界面形状的数值模拟

用三维数值模拟方法研究了偏心Ｂｒｉｄｇｍａｎ－Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ晶体生长系统Ｓ－Ｌ界面附近的温度分布．考察了偏心程度、安瓿与炉膛直径相对大小以及炉膛温度分布等对倾斜Ｓ－Ｌ界面的影响情况．结果表明，偏心温度场可提高晶片上一较大区域内的横向组分均匀性．ψ＝０。

垂直Bridgman法变速生长Hg_(1-x)Mn_xTe晶体

在固液界面迁移理论和SODCM模型(二次反扩散补偿法)的基础上,本文提出采用垂直Bridgman法变速生长Hg1-xMnxTe晶体,并从理论和实验两方面对该方法的可行性进行了验证。与传统垂直Bridgman法的对比实验结果表明,该方法可以在提高轴向组分均匀性的前提下增大抽拉速度,进而提高晶体生长速度。

利用焓-多孔介质法对垂直Bridgman生长CdTe的数值模拟

利用数值模拟研究了碲化镉在垂直Bridgman炉中生长时的固-液界面的形状．采用焓-多孔介质法,在固定网格上对碲化镉的固液两相用统一的控制方程进行了整场求解,用一特征参数确定界面的位置和形状．结果表明,当晶体的生长速率较低时,界面的形状与物质在固态和液态两相下的热扩散率有关．如果两种热扩散率的数值相近,界面的形状是平坦的．液态区自然对流是界面形状的影响因素之一,而积聚在固态区的结晶潜热是形成弯曲固-液界面的主要原因．

Bridgman法晶体生长的瞬态数值模拟

采用变形有限元法对坩埚下降法晶体生长过程进行了瞬态数值模拟。对随下降距离生长位置、生长速度、界面位置处的法线方向温度梯度和凹度的变化进行了分析说明,将生长过程划分为三个阶段。结果表明在整个生长过程中,晶体生长条件一直处于变化之中,因而晶体的质量也在整块晶体中呈现一定的波动性。

AgGaSe_2晶体的改进Bridgman法生长

本文报导了一种ＡｇＧａＳｅ２生长工艺，可有效地从熔体中排出非凝聚气相杂质，结合一项改进的坩埚镀碳技术，提高了生长优质ＡｇＧａＳｅ２单晶的成品率。文中还给出了晶体样品的红外观测，红外透过光谱和光电流谱，以及可调谐ＴＥＡＣＯ２激光倍频的实验结果。