二元半导体合金垂直Bridgman晶体生长的热质对流Ⅱ-三段热管炉

人工晶体学报 ›› 2008, Vol. 37 ›› Issue (3): 592-597.

二元半导体合金垂直Bridgman晶体生长的热质对流Ⅱ-三段热管炉

陆军;白博峰;郭烈锦

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

出版日期:2008-06-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金(50336040);教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-04-0923)

Thermosolutal Convection during the Vertical Bridgman Directional Solidification of Binary Alloy Ⅱ-Three-zone Heat Furnace

LU Jun;BAI Bo-feng;GUO Lie-jin

Online:2008-06-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 以GeSi半导体合金为例,采用准稳态模型数值研究了垂直Bridgman三段热管炉中二元合金单晶生长过程中的热质对流现象.在原型炉计算结果的基础上,考虑坩埚传热效应对晶体生长过程的影响,分析了热质耦合、合金热物性和拉晶速度对热质对流和径向溶质分凝的影响规律.计算结果表明,在垂直Bridgman三段热管炉装置中熔体出现两个上、下对称分布的对流结构,对流驱动力分别是热边界条件不连续性和热物性不匹配引起的径向温度梯度;对于溶质稳定分布的GeSi合金系统,只有当溶质瑞利数与热瑞利数大小相近时,溶质分布才会对热质对流产生明显的抑制;在本文的计算范围内,拉晶速度对晶体生长过程中的流动没有明显影响,但对溶质分布影响明显.

中图分类号:

陆军;白博峰;郭烈锦. 二元半导体合金垂直Bridgman晶体生长的热质对流Ⅱ-三段热管炉[J]. 人工晶体学报, 2008, 37(3): 592-597.

LU Jun;BAI Bo-feng;GUO Lie-jin. Thermosolutal Convection during the Vertical Bridgman Directional Solidification of Binary Alloy Ⅱ-Three-zone Heat Furnace[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2008, 37(3): 592-597.

[1]	林海鑫, 高德东, 王珊, 张振忠, 安燕, 张文永. 大尺寸直拉硅单晶生长的多物理场建模与优化[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 17-33.
[2]	唐嘉, 孙志成, 张祖邦, 罗辉. 大尺寸CsPbBr₃晶体的熔体法生长研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 1-10.
[3]	许万里, 甘云海, 李悦文, 李彬, 郑有炓, 张荣, 修向前. 高均匀性6英寸GaN厚膜的高速率HVPE生长研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 11-16.
[4]	赵青松, 牛晓东, 顾小英, 狄聚青. 大尺寸超高纯锗单晶的生长和性能研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 34-39.
[5]	王坤元, 梁小燕, 闵嘉华, 张继军. 原位热处理对碲锌镉晶体质量和性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2079-2084.
[6]	刘帅伟, 关春龙, 鲁云祥, 易剑, 江南, 西村一仁. 金刚石在富氧环境下的高效抛光及其材料去除机制研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2094-2103.
[7]	肖海, 曾向东, 曾英, 熊国元, 赵淑芳, 张学宁. 氯化铷结晶介稳区宽度与生长动力学研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2141-2149.
[8]	郭俊, 刘坚, 王泽彬, 陈鹏, 宋青松, 马杰, 王庆国, 徐晓东, 徐军. Nd∶ASL单晶光纤的生长、光谱和激光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 1877-1883.
[9]	李泓沅, 孙敦陆, 张会丽, 罗建乔, 权聪, 程毛杰. 含镓石榴石系列大晶格常数磁光衬底单晶研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1657-1668.
[10]	周霖涛, 赵涛, 孙志刚, 姜林文, 潘尚可, 潘建国, 郑燕青. 坩埚下降法生长2英寸镱掺杂钙铌镓石榴石单晶[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1669-1674.
[11]	安康, 许光宇, 吴海平, 张亚琛, 张永康, 李利军, 李鸿, 张旭芳, 刘峰斌, 李成明. 金刚石化学机械抛光研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1675-1687.
[12]	丁雨憧, 张灵, 李海林, 张月, 唐杨, 强铭, 林辉. 水平定向结晶法生长浓度渐变Yb∶YAG激光晶体及光谱性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1688-1698.
[13]	王文凯, 潘秀红, 胡雨青, 刘学超, 陈小红, 陈锟, 方婧红, 贺欢, 倪津崎. GaFeO₃∶Mg晶体的生长及磁学性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1699-1704.
[14]	郑权, 刘学超, 王浩, 朱新峰, 潘秀红, 陈锟, 邓伟杰, 汤美波, 徐浩, 吴鸿辉, 金敏. 铝掺杂对硒化铟晶体结构与性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1528-1535.
[15]	覃佐燕, 金雷, 李文良, 谭俊, 何广泽, 武红磊. PVT法AlN晶体生长模式调控研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1542-1549.