Спосіб вирощування монокристалів сапфіра (a-al2o3) заданої форми направленою кристалізацією розплаву

Спосіб вирощування монокристалів сапфіра α-Al2O 3 заданої форми направленою кристалізацією розплаву, який включає розміщення в порожнині тигля формоутворювача, заповнення порожнини тигля вихідною сировиною, 3 29879 Завданням корисної моделі є формування теплових умов, які надають можливість вирощувати монокристали сапфіра, поперечний переріз яких має форму прямокутника з підвищеним коефіцієнтом використання їх об'єму при вирізанні циліндричних заготовок для виготовлення підкладок, що використовуються в опто- та мікроелектроніці. Поставлене завдання досягається таким чином, що спосіб вирощування монокристалів (a - Al 2O3 ) заданої форми напрямленою сапфіра кристалізацією розплаву, який включає розміщення в порожнині тигля формоутворювача, заповнення порожнини тигля вихідною сировиною, плавлення та напрямлену кристалізацію на відповідно орієнтований затравочний кристал, який, згідно корисної моделі, відрізняється тим, що формоутворювач розміщують в порожнині тигля, поперечний переріз якого має форму квадрата таким чином, що відстань між формоутворювачем та стінками тигля по всій висоті тигля є постійною, причому співвідношення об'ємів формоутворювача та тигля складає три до чотирьох, а формоутворювач, виконаний у вигляді чотиригранної зрізаної піраміди, розміщують таким чином, що його менша площина знаходиться в контакті з дном тигля. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що розміщення в порожнині тигля, поперечний переріз якого відповідає поперечному перерізу формоутворювача виконаного у вигляді зрізаної чотиригранної піраміди, більша по площі основа якої знаходиться зверху, надає можливість одержувати монокристали сапфіра у вигляді чотиригранної зрізаної піраміди, що дозволяє більш ефективно використовувати об'єм монокристалів при вирізанні із них циліндричних заготовок для подальшого виготовлення підкладок. Крім того, використання при вирощуванні монокристалів сапфіра заданої форми формоутворювача, об'єм якого відноситься до об'єму тигля як три до чотирьох надає можливість кристалізувати у формі всю масу розміщеної в порожнині контейнера вихідної сировини. Вирощування монокристала сапфіра згідно заявляемого способу здійснюють наступним чином. В порожнині вольфрамового тигля, поперечний переріз якого має форму квадрата, а внутрішній об'єм виконаний у вигляді зрізаної чотиригранної піраміди розміщують формоутворювач із вольфрамового листа товщиною 0,3мм утворюючі якого відповідають внутрішній поверхні контейнера. Об'єм порожнини контейнера складає 1000см 3, а формоутворювача - 750см 3. Після розміщення в порожнині тигля формоутворювача, його заповнюють заданою кількістю вихідної сировини, встановлюють в тепловому вузлі і відповідним чином екранують. Після плавлення сировини, розплав направлено кристалізують на кристалографічно орієнтований затравочний кристал, грані якого відповідають заданим кристалографічним площинам. Після 4 плавного завершення процесу кристалізації та охолодження вирощеного у формоутворювачі монокристала, формоутворювач видаляють механічним способом. Вирощений вищевказаним способом монокристал сапфіра має форму зрізаної чотиригранної піраміди. При вирізанні із нього заготовок у вигляді циліндрів із заданою кристалографічною орієнтацією торців одержують циліндричні заготовки діаметром 80 і 53мм при висотах їх 80 і 60мм відповідно. Загальна маса циліндричних заготовок складає 2130г. Оскільки вага вирощеного монокристала становить 2900г (100г вихідної сировини втрачається за рахунок випаровування з поверхні розплаву впродовж процесу вирощування), коефіцієнт використання об'єму кристала становить ~ 74% (0,73448). Запропонований спосіб вирощування монокристалів сапфіра - a - Al 2O 3 може бути використаний при вирощуванні вищевказаних монокристалів наперед заданої форми. Джерела інформації: 1. Блецкан Д.І., Блецкан О.Д., Лук'янчук О.Р., Машков А.Ю., Пекар Я.М., Цифра В.І. Промислове вирощування монокристалів сапфіра видозміненим методом Кіропулоса. - Науковий вісник Ужгородського університету. Серія фізика. 2000. №6. С.221-239. 2. Евразийский патент №003419. Способ и устройство для выращиваний монокристаллов сапфира по Н. Блецкану (прототип).