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硅酸盐通报 2009年第B8期28卷 186-189页

作者：许承海孟松鹤韩杰才张明福左洪波哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150001

在sapmac法晶体生长过程中常常出现晶体开裂现象,导致试验失败;根据裂纹萌生的位置、扩展程度可将其概括为全开裂(粉碎性开裂)和体内开裂(节理面开裂)两种开裂形态。研究结果表明:引起晶体开裂的主要原因是晶体内部由温度分布不均匀所... 详细信息

在sapmac法晶体生长过程中常常出现晶体开裂现象,导致试验失败;根据裂纹萌生的位置、扩展程度可将其概括为全开裂(粉碎性开裂)和体内开裂(节理面开裂)两种开裂形态。研究结果表明:引起晶体开裂的主要原因是晶体内部由温度分布不均匀所引起的热应力,晶体内热应力与系统温度梯度、晶体热膨胀系数及晶体直径成正比;过快的晶体生长速率和过快的冷却速率,将会引起晶体内部整体热应力过大,造成晶体整体碎裂;在晶体直径突变及包裹物边缘位置易产生应力集中,微裂纹在应力集中位置萌生,并沿薄弱的(11-20)或(01-12)面扩展,造成晶体局部开裂。本实验室通过设计合理而稳定的温场、优化晶体生长工艺及退火处理等方法,较好地解决了蓝宝石晶体的开裂问题,生长了直径达240mm的大尺寸蓝宝石晶体。

关键词：热应力晶体裂纹蓝宝石 sapmac

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直径300mm蓝宝石晶体的生长与缺陷控制

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第15届全国晶体生长与材料学术会议

作者：左洪波杨鑫宏哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所

蓝宝石晶体是一种典型的军民两用材料,在红外导弹、强激光武器等的整流罩和窗口材料领域有着重要的应用,同时也是目前大多数光电子器件外延衬底的首选材料之一。随着2英寸外延技术的成熟和出于成本降低的考虑,人们将目光转移至4英寸和6... 详细信息

蓝宝石晶体是一种典型的军民两用材料,在红外导弹、强激光武器等的整流罩和窗口材料领域有着重要的应用,同时也是目前大多数光电子器件外延衬底的首选材料之一。随着2英寸外延技术的成熟和出于成本降低的考虑,人们将目光转移至4英寸和6英寸以及更大尺寸如8英寸和12英寸的衬底材料上来,因此需要发展更大尺寸的蓝宝石晶体生长技术,此外大尺寸蓝宝石晶体也有助于降低窗口材料的成本。本文报道了采用专利技术(冷心放肩微量提拉法-sapmac)生长大尺寸蓝宝石晶体,采用全新设计的大尺寸炉膛和"鸟笼式"加热电阻作为加热源,重新模拟大尺寸炉膛下的蓝宝石晶体生长原料的质量输运与热量输运过程。采用x-射线双晶衍射、应力双折射等测试手段,测定不同结晶阶段晶体内部的应力及其分布情况,结合数值模拟和理论分析,研究了残余应力的形成变化规律;采用化学腐蚀和同步辐射X-射线形貌术等方法测定空位、位错、气泡和裂纹等主要缺陷在晶体内部的形态、位置、结合理论分析及模拟结果,研究了各类缺陷的产生原因及演化规律,提出了缺陷的预防措施;研究了消除色心及孪晶的技术手段。通过以上一系列对应力和缺陷等的控制措施的实施,成功地生长出直径大于300mm的大尺寸蓝宝石晶体,晶体质量达到光学2级标准,该技术将大大加快我国光电子产业的发展,缩短与国外发达国家的技术差距。

关键词：蓝宝石大尺寸晶体生长 sapmac

来源： cnki会议评论

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