1.底部籽晶法.doc

1 晶体生长方法 1. 底部籽晶法........................................................................................... 2 2. 冷坩埚法............................................................................................... 3 3. 高温高压法........................................................................................... 4 4. 弧熔法................................................................................................... 8 5. 提拉法................................................................................................... 9 6. 焰熔法................................................................................................. 12 7. 熔剂法................................................................................................. 14 8. 水平区熔............................................................................................. 16 9. 升华法................................................................................................. 17 10. 水热法生长晶体............................................................................... 19 11. 水溶液法生长晶体........................................................................... 21 12. 导向温梯法( TGT )生长蓝宝石简介............................................ 22 2 1. 底部籽晶法 bH+eqKWzuX 图1 底部籽晶水冷实验装置示意图与提拉法相反, 这种生长方法中坩埚上部温度高, 下部温度低。将一管子处在坩埚底部, 通入水或液氮使下面冷却, 晶体围绕着籽晶从坩埚底部生长 2. 冷坩埚法 3 图2 冷坩埚生长示意图人工合成氧化锆即采用冷坩埚法, 因为氧化锆的熔点高(? 2700 ℃) ,找不到合适的坩埚材料。此时,用原料本身作为" 坩埚" 进行生长, 装置如图 2 所示。原料中加有引燃剂(如生长氧化锆时用的锆片) ,在感应线圈加热下熔融。氧化锆在低温时不导电, 到达一定温度后开始导热, 因此锆片附近的原料逐渐被熔化。同时最外层的原料不断被水冷套冷却保持较低温度,而处于凝固状态形成一层硬壳, 起到坩埚的作用, 硬壳内部的原料被熔化后随着装置往下降入低温区而冷却结晶。 4 3. 高温高压法图3 四面顶高压机(左) 及六面顶高压机(右) 的示意图图4 两面顶高温高压设备结构图 5 图5 两面顶高温高压设备结构图图6 人工晶体研究院研制的 6000 吨压机 6 图7 人造金刚石车间图8 六面顶高压腔及其试验件 7 图9 钢丝缠绕高压模具图 10 CVD 生长金刚石薄膜的不同设计 8 图 11 南非德· 拜尔公司合成的金刚石薄膜窗口图 12德· 拜尔公司在 1991 年合成的 14 克拉单晶钻石温高压法可以得到几万大气压, 1500 ℃左右的压力和温度, 是生长金刚石, 立方氮化硼的方法。目前, 高温高压法 9 不但可以生长磨料级的金刚石, 还可以生长克拉级的装饰性宝石金刚石。金刚石底膜可用化学气相沉积方法在常压下生长。 4. 弧熔法图 13 弧熔法示意图料堆中插入电极,在一定的电压下点火,发出电弧。电弧放出的热量将周围的原料熔化, 熔融的原料在烧结的料壳中冷却结晶,如云母就是用这种方法生长的。 5. 提拉法