[实用新型]空间晶体生长炉用模型晶体

说明书

本实用新型涉及一种测量熔态晶体生长过程中温场用的模型晶体。

从熔态生长晶体(合金冶炼)尤其是区熔生长，温场控制十分重要。通常只能探测加热体的温度，而无法在生长时测量熔体的温度。为了长好晶体，就需反复试验，以期掌握用加热体温度值来控制生长过程。这有很大程度靠经验，以至有人把晶体生长称作“艺术”。空间晶体生长对这一问题更为突出，因为它只有一次实验机会。以前常用的测量方法是，在熔体中或晶体周围气氛中的温度可以通过放置热电偶测量，而晶体中的温度，或是把热电偶长入晶体中进行测量，或是在晶体的不同位置钻不同深度的孔，将热电偶插入，再将该晶体与熔体熔接起来，继续生长时进行测量。这在闵乃本所著《晶体生长的物理基础》1982年版第8页，以及Scott，R.A.M.在《晶体生长杂志》(J.Cryst.Growth)1971年第10卷39页和Brice，J.C.在《晶体生长杂志》(J.Cryst.Growth)1968年第2卷395页中有比较详细的说明。

这种方法的主要缺点是使用了比较昂贵的晶体，花费很高，而且无法重复测量。因此这种方法是不适于用来确定晶体生长工艺的。

本实用新型的主要目的是制作一种成本低，能够进行重复实验，便于测量熔态生长晶体生长过程中温场分布的模型晶体，可确定晶体生长工艺，

本实用新型的目的是这样完成的：

本实用新型由外套、填料、2～20付热电偶组成，其中外套可由石英管、不锈钢组成，填料可以是硅锭、刚玉粉，在填料中根据需要在不同位置插入2～20付热电偶，用外壳将其封住，从一端引出热电偶接测温仪器。

本发明的优点是：

1.能够重复进行实验。

2.能够迅速完成实际晶体生长程序的调试。

3.节省了大量昂贵的材料(GaSb非常贵)。

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。

图1.使用硅锭作填料的一种模型晶体结构图。

图2.用不锈钢作外套的一种模型晶体结构图。

图面说明如下：

1.电偶  2.填料  3.外套

实施例1：

为在空间生长半导体GaSb晶体而制作一种模型晶体，其结构为：选用硅制作模型晶体的填料(2)，把硅切磨成与待长晶体材料同样尺寸的锭(φ10×100mm)，在距一端10，30，50，70，90mm处各向轴线打一个眼，各埋入一付热电偶(1)。将该带有热电偶(1)的模型晶体封入石英管外套(3)中。

实施例1：

制备一种对用金属材料作坩埚的超导单晶生长用模型晶体，选用不锈钢作模型晶体的外套(3)(φ10×100mm)，在不锈钢外套(3)一端中心打一孔，插入五付热电偶(1)，五付热电偶(1)距端点的距离分别为10，30，50，70，90mm，然后在不锈钢外套(3)中填入刚玉粉填料(2)。

将上述模型晶体用于可变温场空间晶体生长炉的实验程序调试，由于模型晶体尺寸与所长晶体一样、热性质相近，所以模型晶体在模拟生长过程中的温场变化与实际生长时待长晶体(包括熔体)中温场变化相近。调试晶体生长炉时，进行全过程的模拟晶体生长，监测整个过程中模型晶体上的温场变化，并进行调整使之达到我们的要求。这样利用模型晶体进行模拟生长实验，能较快得出适用实际生长的工艺程序。