Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата

и

       при                           (4)

где             ---капиллярная постоянная;

r - плотность расплава;

g - ускорение силы тяжести.

Если мениск примыкает к плоской грани кристалла, то R0 = ¥, и тогда на основании соотношения (4) получим

                                                                               (5)

Изменение угла a при небольших отклонениях от величины h0 определяется следующим выражением

                                                                  (6)

где                             

Для кристаллов круглого сечения Ro =const величина h0 одинакова для всех точек фронта кристаллизации.

Однако при выращивании пластин радиус кривизны различен в разных точках периметра фронта кристаллизации, и в этом случае имеются две возможности:

1) высота мениска ho различна для участков периметра с различными радиусами кривизны, т.е. согласно выражению (5) ho = a на плоских гранях пластины и ho = 2R0, согласно (3), на краях пластины;

2) угол a имеет переменное значение по периметру пластины.

Таким образом, чтобы осуществить вытягивание из расплава кристалла в форме пластины, нужно или обеспечить требуемую кривизну фронта кристаллизации (h0(грань) = а, h0(край) = 2R0), или деформировать мениск расплава (при сохранении плоского фронта кристаллизации и плоском основании мениска) .

Первый вариант можно осуществить, охлаждая локально края пластины (например, потоком газа), что приведет к снижению уровня фронта кристаллизации на краях (до величины, равной 2Ro), как показано на рис. 2,а.

Однако этот способ имеет недостатки: изогнутость фронта кристаллизации может привести к неравномерному распределению примесей в кристалле и к возникновению дефектов; кроме того, при таких условиях выращивания ширина пластины легко отклоняется от заданной величины. Можно использовать тигель, ширина которого близка к ширине пластины и края приподняты у краев пластины на высоту, равную а—2Ro (рис. 2,6). Тогда соотношения (3) и (5) могут быть выполнены при плоском фронте кристаллизации. .

(рис.2)

Схема вытягивания кристалла в форме пластины из расплава:

а - понижение уровня фронта кристаллизации па краях кристалла вследствие неравномерного охлаждения; б -  подъем основания мениска в результате применения тигля с приподнятыми краями при сохранении плоского фронта кристаллизации

Деформирование мениска можно осуществить, прикладывая каким-либо способом внешнее давление Рвн к участкам мениска, примыкающим к плоским граням пластины. При этом увеличивается кривизна мениска в вертикальной плоскости и, следовательно, уменьшается высота h0. Неблагоприятные капиллярные условия на краях тонкой ленты могут быть исключены, если изменить конфигурацию поперечного сечения ленты. Для уменьшения радиуса кривизны на краях ленты целесообразно использовать профиль с утолщенными краями. При одной н тон же толщине краев можно получить ленты различной толщины и ширины, в том числе и очень широкие тонкие ленты. В сечении растущий кристалл имеет характерную форму гантели.

Дифференциальное уравнение профильной кривой столба жидкости при выращивании кристалла с произвольной формой поперечного сечения может быть получено в результате решения уравнения Лапласа, которое берется в форме:

                                 (7)

где                 s - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;

r - плотность жидкости;

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: оформление доклада, курсовая работа по управлению.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата