ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выращивание профилированных монокристаллов из "Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова" Проблема получения профилированных монокристаллов имеет такое же важное значение, как и проблема изготовления ноликри-сталлических изделий. Это обусловлено тем, что монокристаллы различных материалов в виде пластин, волокон, трубок, стержней разного поперечного сечения широко используются при создании приборов и устройств в таких отраслях науки и техники, как электроника, оптика, акустика, лазерная техника, тензометрия и т. д. [c.11] Монокристаллические изделия, как правило, вырезаются из монокристаллических слитков. Однако при резке и механической обработке в монокристалле возникают дефекты структуры, которые могут неконтролируемо изменить его свойства. Кроме того, 70— 90% материала переходят в отходы. В ряде случаев эти отходы пропадают. При производстве изделий из остродефицитных материалов затрачиваются большие усилия на их регенерацию. Поэтому в последние 20—25 лет ведутся интенсивные исследования различных методов получения профилированных монокристаллов. Среди них — метод пластической деформации монокристаллических слитков, литье в формы, эпитаксиальный рост, массовая кристаллизация из растворов в расплавах, кристаллизация из газовой фазы, дендритная кристаллизация. Их преимущества и недостатки рассмотрены в монографии [11]. [c.11] Получение монокристаллических изделий определенной формы путем пластической деформации монокристаллических слитков связано с ухудшением совершенства структуры кристаллов. [c.11] Литье дает возможность получать кристаллы с малодефектной структурой только в случае их небольших размеров, например, микропроволоку. [c.11] Эпитаксиальный рост широко применяется в полупроводниковой технике для формирования монокристаллических пленок на подложке, но не используется для получения объемных профилированных монокристаллов сложной формы. [c.11] При кристаллизации из растворов в расплавах можно выращивать профилированные монокристаллы только в виде пластинок и нитей. [c.11] Значительное внимание уделяется исследованиям процесса кристаллизации дендритных лент и междендритных пленок. Однако в монокристаллических лентах наблюдаются недостаточно совершенная структура и неоднородность распределения легирующих примесей по объему. [c.11] Исследования А. В. Степанова с сотрудниками показали, что с помощью формообразователен из расплава можно выращивать не только поликристаллические, но и монокристаллические изделия различного профиля. [c.12] Условия и результаты кристаллизации монокристаллов существенно отличаются от того, что имеет место при получении поликристаллических изделий в связи с анизотропией различных физических свойств монокристаллов. В качестве примера проявления этого приведем следующий факт. При кристаллизации столба расплава форма сечения получаемого монокристалла может существенно отличаться от формы жидкого столба вследствие анизотропии скорости роста монокристалла. Для того чтобы обеспечить получение монокристалла необходимой формы, нужно создать такие тепловые условия, готорые затруднят кристаллизацию в одних кристаллографических направлениях и облегчат в других. Однако при этом можно ожидать возникновения дефектов в кристаллической решетке. [c.13] Несмотря на дополнительные трудности при выращивании монокристаллов, исследования физических основ процесса и, особенно, технологические и конструкторские разработки способа получения профилированных монокристаллов, направленные на внедрение способа в промышленность, существенно опередили работы по поликристаллическим изделиям. [c.13] В первых исследованиях А. В. Степанова с сотрудниками по выращиванию монокристаллов формообразователь изготавливался из материала, не смачиваемого расплавом. Предполагалось, что в таком случае степень загрязнения расплава и, соответственно выращиваемого профилированного кристалла примесями из формообразователя значительно ниже, чем при смачивании материала формообразователя расплавом. С этим сталкиваемся при выращивании полупроводниковых кристаллов, например германия [23]. В то же время было показано, что процесс кристаллизации в ряде случаев технически более удобно вести при наличии смачивания. Такой вариант способа впервые осуществил Гольцман [19] для выращивания различных профилей из иодистого цезия и фтористого лития, а затем А. В. Степанов с сотрудниками [24, 25] — для получения пластин и трубок германия. Этот метод оказался удобным для выращивания кристаллов сапфира разной формы, а также и для других материалов, расплав которых смачивает формообразователь. [c.13] Вернуться к основной статье