Тигель для вирощування кристалів аiibvi

Тигель для вирощування кристалів A n B v l , виконаний у вигляді графітового циліндричного стакана, до верхньої частини якого прилаштована загвинчена графітова пробка, а нижня частина внутрішньої поверхні циліндричного стакана виконана у вигляді конусоподібного затравочного носика, який відрізняється тим, що він складений з двох однакових тиглів із затравочними носиками, розташованих один над іншим, при цьому кришкою нижнього тигля є дно верхнього тигля, яке має зовнішню різьбу Корисна модель відноситься до області вирощування сполук A'B V I з розплаву у вертикальних ростових печах високого тиску Відомий тигель для вирощування кристалів сполук A'B V I [Физика и химия соединений A n B v l , под ред Медведева С А , Мир, М , 1970, с80], виконаний у вигляді графітового циліндра До обох КІНЦІВ графітового циліндра прилаштовані загвинчені графітові кришки Нижня частина внутрішньої поверхні графітового циліндра має конусоподібний затравочний носик Відомий тигель для вирощування кристалів сполук A'B V I [Комарь В К, Пузиков В М Монокристаллы группы A'B V I Выращивание, свойства, применение Харьков Институт монокристаллов, 2002, с 59], виконаний у вигляді графітового циліндричного стакана До верхньої частини циліндричного стакана прилаштована загвинчена графітова кришка Нижня частина внутрішньої поверхні графітового циліндричного стакана виконана у вигляді конусоподібного затравочного носика Як правило, для вирощування кристалів сполук A B V I у вертикальних ростових печах високого тиску використовують графітові тиглі висотою від 200 до 300мм Нижня (низькотемпературна) частина вертикальної ростової печі високого тиску має основу, що охолоджується Низькотемпературна зона, у яку опускають тигель з кристалом після проходження ним температурної точки, що відповідає фронту кристалізації, в процесі охолодження до кімнатної температури має нерівномірну швидкість зменшення температури у верхній та нижній ділянках Ці ШВИДКОСТІ, ЯК це показано на фіг 1 (криві 1,3), на початку процесу охолодження відрізняються в 6 раз Внаслідок цього верхня (хвостова) і нижня (носова) частини кристалу охолоджуються з суттєво різною швидкістю, як результат цього у кристалі виникають термопружні напруження, що призводять до появи тріщин у хвостовій частині кристалу Вихід придатних для подальшого використання ділянок кристалу зменшується, придатною залишається, як правило, лише нижня третина кристалу Як прототип ми вибрали другий з наведених вище аналогів Задачею корисної моделі є збільшення виходу придатних кристалів за один технологічний цикл вирощування кристала A'B V I у вертикальних ростових печах високого тиску Рішення цієї задачі забезпечується тим, що тигель для вирощування кристалів A'B V I , виконаний у вигляді графітового циліндричного стакана, до верхньої частини якого прилаштована загвинчена графітова кришка, а нижня частина внутрішньої поверхні циліндричного стакана виконана у вигляді конусоподібного затравочного носика, який відрізняється тим, що він є складеним з двох однакових тиглів із затравочними носиками, CM CM 2267 розташованих один над іншим, при цьому кришкою нижнього тигля є дно верхнього тигля, яке має зовнішню різьбу Запропонований складений тигель має таку ж висоту, як тигель - прототип (див додаток до заявки) Разом з тим, за рахунок меншої висоти кожного з двох тиглів і, отже, кристалів, різниця у швидкостях охолодження хвостової і носової частин кожного з кристалів значно менша у порівнянні з кристалом, який вирощений у тиглі прототипі На фіг 1 наведена залежність температури різних ділянок низькотемпературної зони вертикальної ростової печі високого тиску від часу в процесі охолодження до кімнатної температури, криві 1, 2, 3 відносяться до верхньої, середньої і нижньої ділянок низькотемпературної зони, ці ж криві відповідають 1,3- температурам хвостової і носової частин кристалу, який вирощений у тиглі прототипі, 1, 2 -температурам хвостової і носової частин кристалу, який вирощений у верхньому тиглі запропонованого складеного тигля, 2, 3 температурам хвостової і носової частин кристалу, який вирощений у нижньому тиглі запропонованого складеного тигля Як випливає з аналізу кривих фіг 1, за рахунок меншої різниці у швидкостях охолодження хвостової і носової частин кожного з кристалів, вирощених у запропонованому складеному тиглі, порівняно з кристалом, вирощеному у тиглі - прототипі, охолодження обох кристалів у складеному тиглі до кімнатної температури проходить більш рівномірно Як правило, ці кристали тріщин не мають, внаслідок чого за один технологічний цикл вирощування вихід реальних ділянок кристалів, придатних для подальшого використання, 10 20 Ъ0 tO SO 60 Фн-f звичайно у 2 рази більший від виходу кристалів, вирощених у тиглі - прототипі На фіг 2 наведений ескіз запропонованого тигля, де зображено 1 - нижній тигель, 2 - верхній тигель, 3 - графітова кришка З використанням запропонованого складеного тигля вирощування кристалів A'B V 1 здійснюють так запропонований тигель, який складається з нижнього і верхнього тиглів з кришкою, з сировиною сполук A n B v l в кожному з них, розташовують у високотемпературній (верхній) зоні вертикальної ростової печі високого тиску Після розплавлення сировини і необхідної витримки для гомогенізації розплаву складений тигель з розплавом повільно (звичайно із швидкістю 1-15мм за годину) опускають Після пересічення температурної точки, що відповідає фронту кристалізації, тигель з кристалами опиняється у низькотемпературній зоні, після чого виключають електроживлення печі Після охолодження печі до кімнатної температури тигель витягують з печі, з тигля витягують кристали З використанням запропонованого складеного тигля за один технологічний цикл були вирощені 2 кристалічні булі сполуки селеніду цинку висотою 50мм кожна, при цьому у кожній булі ділянка, придатна для подальшого використання, мала висоту 30мм, за такий же технологічний цикл з використанням тигля - прототипу була вирощена 1 кристалічна буля сполуки селеніду цинку висотою 125мм, в якій ділянка, придатна для подальшого використання, теж мала висоту 30мм Таким чином, завдяки використанню запропонованого складеного тигля реальний вихід кристалів збільшився в 2 рази 76 80 SO Івв № 12$ Х8ИЛИИ 2267 Фіг.3 Фіг 2 Комп ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності Львівська площа, 8 м Київ, МСП, 04655 Україна ДП ' Український інститут промислової власності', вул Сім'ї Хохлових, 15 м Київ, 04119