ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы, определяющие реальную форму профилированных монокристаллов из "Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова" В большинстве работ по выращиванию кристаллов предполагается, что столб расплава в способе Степанова полностью определяет форму вытягиваемого кристалла. В действительности это не так. Реальная форма кристалла зависит от ряда факторов, определяющих процесс кристаллизации. Основные из них показаны схематически в табл. 3 [137]. Следует отметить, что те же самые причины, которые обусловливают рост кристалла определенной (отличной от равновесной) формы, могут оказывать сильное влияние на его структуру и свойства. Учет всех причин довольно сложен. Поэтому до сих нор разработка методики получения профилированных кристаллов каждого нового материала с совершенной формой и структурой требует от экспериментатора понимания механизмов процесса кристаллизации и большого умения управлять им. [c.64] Рассмотрим роль и взаимодействие различных факторов, влияющих на образование реальной формы профилированных монокристаллов. [c.64] Известно, что внешняя фома кристалла отражает закономерности его внутреннего строения, так как симметрия формы определяется в первую очередь анизотропией скорости роста кристалла. Поэтому описание как формы кристаллов, так и явлений, имеющих место при кристаллизации, целесообразно осуществлять с помощью групп симметрии, т. е. совокупностью симметричных преобразований, поворотов и отражений. Для обозначения симметричных преобразований и соответствующих им элементов симметрии будем пользоваться международной символикой [138]. [c.64] Однако из теоретического анализа предыдущей главы следует, что получение определенной заданной формы при использовании метода Чохральского — очень сложная задача, так как процесс несамостабилизирован. Для обеспечения постоянства формы только тепловым полем необходимы тщательная регулировка и поддержание температуры. Кроме того, таким приемом можно получать кристаллы с сечением лишь простейшей формы. [c.66] В способе Степанова тепловой поток к фронту кристаллизации задается формообразователем, а также дополнительно расположенными вне формообразователя нагревателями и экранами. Тепловое ногте должно поддерживать определенную форму растущего кристалла. Это осуществляется конструкцией и взаимным расположением формообразователя, нагревателя и экранов. Например, при выращивании кристалла в виде плоской ленты симметрия формы столба расплава должна быть 2mm, формообразователь, нагреватель и экраны обязаны удовлетворять той же группе симметрии — 2тт [143]. [c.66] Вращение кристалла в способе Степанова обычно отсутствует. Направление вытягивания, как правило, совпадает с направлением силы тяжести. Это позволяет рассматривать боковую поверхность выращенных монокристаллов, как трансляцию контура фронта кристаллизации вдоль направления вытягивания [144]. [c.66] Выращенный монокристалл сохраняет плоскости симметрии, которые включают в себя направление вытягивания. Напомним, что в кристаллах, полученных по методу Чохральского с вращением затравки, направление вытягивания является, строго говоря, винтовой осью бесконечного порядка, что и подтверждается винтовой нарезкой на поверхности выращенных монокристаллов. [c.67] О гранение профилированных монокристаллов. Если кристалл выращивается при всестороннем питании и постоянной температуре, то образуются равновесные формы. [c.67] Равновесная форма определяется анизотропией скорости роста кристалла, отражает тип решетки, внутреннюю структуру. Характерным признаком равновесной формы является огранение — совокупность всех граней кристалла. [c.67] При получении кристаллов способом Степанова реальная форма кристалла резко отличается от равновесной. Последняя проявляется на реальной форме кристалла (лента, стержень и др.) в виде граней. Степень проявления граней на кристалле определяется развитием их на фронте кристаллизации. [c.68] Стрелками показана видимая граница фронта кристаллизации ниже — столб расплава, выше — вытягиваемый кристалл. Участок слоистого рельефа соответствует проявлению грани (111) на боковой поверхности кристалла. [c.68] Стрелками указаны грани, проявляющиеся на боковой поверхности кристалла. [c.69] Рассмотрим степень огранения кристалла S, под которой будем понимать отношение величины, равной сумме центральных углов, принадлежащих граням кристалла [hkl], к углу, равному 271 рад. Для данного случая S составляет 30% в верхней части кристалла, следующей за затравкой, а затем меняется по длине кристалла. [c.69] Огранение монокристалла, как результат проявления анизотропии скорости роста, в общем случае приводит к тому, что форма монокристалла будет отличаться от формы столба расплава, задаваемой формообразователем. [c.70] Вернуться к основной статье