Спосіб вирощування монокристалів сапфіра a-al2o3 заданої форми напрямленою кристалізацією розплаву

Спосіб вирощування монокристалів сапфіра a-Аl2О3 заданої форми, який включає розміщення 3 87738 дозволяє кристалізувати у формі всю масу вихідної сировини. Завданням винаходу 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 сапфіра (a-Аl2О3) заданої форми напрямленою 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 винаходу, .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 чи Комп’ютерна верстка І.Скворцова 4 ном. 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 0,3 мм утворюючі якого відповідають внутрішній поверхні контейнера. Об'єм порожнини контейнера складає 1000 см3, а формоутворювача - 750 см3. 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 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 53 мм при висотах їх 80 і 60 мм відповідно. Загальна маса циліндричних заготовок складає 2130 г. Оскільки вага вирощеного монокристала становить 2900 г (100 г 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-Аl2О3 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). Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601