Effect of non-uniform magnetic field on crystal growth by floating-zone method in microgravity

The magnetic damping effect of the non-uniform magnetic field on the floating-zone crystal growth process in microgravity is studied by numerical simulation. The results show that the non-uni-form magnetic field with designed configuration can effectively reduce the flow near the free surface and then in the melt zone. At the same time, the designed magnetic field can improve the impurity concen-tration non-uniformity along the solidification interface. The primary principles of the magnetic field con-figuration design are also discussed.

外加横向磁场下Bridgman法生长HgCdTe晶体的实验研究

介绍自行研制的可以施加横向磁场中的垂直Bridgman法晶体生长装置，该装置磁场强度可在0－0．6T围内连续调节，生长区温度梯度达40－70℃／cm．不同磁场强度下进行了HgCdTe晶体生长实验，通过测量分析，研究了轴向和径向组分分布的变化与磁场的关系．实验结果表明，由于磁场对熔体中热对流的作用，尤其是横向磁场与流胞的相互作用，在一定程度上改变生长界面的形状。

外加横向磁场生长优质HgCdTe晶体

随着红外技术的发展及军事和民用红外探测器（陈列）应用领域的不断扩大，对红外基础材料的需求也日益增长。碲隔汞材料以其工作温度高，适用谱区范围宽而受到重视，并已经发展了多种晶体和薄膜的制备工艺技术。近年来，在从熔体中生长半导体材料时，为了抑制熔体中对流所引起的溶质或掺杂剂浓度的波动而采用了磁场中生长晶体技术。这种抑制作用起因于磁场所引起的洛仑兹力，它减小了那些与温度梯度或组分梯度有关的浮力所驱动的胞状对流的强度。在用Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｒｉ法生长Ｓｉ及ＧａＡｓ晶体时，采用横向的或垂直的磁场成功地抑制了不稳定的热对流，从而获得了高质量的晶体。本文介绍了我们自行研制的磁场中Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长碲镉汞晶体。ＨｇＣｄＴｅ晶体的生长：用所研制的装置进行了碲镉汞晶体生长实验，实验条件与布里奇曼法相同，即用内径１２～１４ｍｍ的石英安瓶，按ｘ＝０．２装料１０～１２ｃｍ，以０．２５ｍｍ／ｈ的速度通过生长区。开管后，沿垂直于生长轴方向切片，分别用Ｘ荧光法和Ｘ能谱法测量其轴向和径向的组分分布，在不加磁场和分别施加２ｋＧｓ，３ｋＧｓ，及４ｋＧｓ，５ｋＧｓ的磁场条件下，先后生长了１０余只样品。利用自制的磁场Ｂｒｉｄｇｍａｎ法晶体生长装置?

轴向磁场对硅单晶Czochralski生长过程的影响

利用有限元方法对炉内的传递过程进行了全局数值模拟,假定熔体和气相中的流动都为准稳态轴对称层流,熔体为不可压缩流体,Cz炉外壁温度维持恒定,模拟磁场强度范围为(0-0.3)T,研究了用Czochralski(Cz)法生长单晶硅轴向磁场对熔体流动和氧传输过程的影响.结果表明:轴向磁场可有效地抑制熔体内的流动,但增大加热器功率和结晶界面处晶体内的轴向温度梯度;对于常规Cz炉,轴向磁场可增大结晶界面平均氧浓度,而对于具有气体导板的Cz炉,则会减小结晶界面平均氧浓度.

微重力环境和外加磁场对晶体生长中杂质分凝的影响

浮区结晶法是生长体单晶的重要方法之一．本文从理论和实验两方面综述了浮区结晶法中熔体内宏观场对体单晶中杂质分布均匀性影响的定性和定量研究，并从改善体单晶杂质分布均匀性的角度出发。