【摘 要】
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使用等温——牛顿法的变形有限元,编制FORTRAN程序对坩埚下降法晶体生长中的输运过程进行了数值计算.分析稳态温场、瞬态温场和稳态流场的计算结果,得到以下主要结论:(1)对中
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使用等温——牛顿法的变形有限元,编制FORTRAN程序对坩埚下降法晶体生长中的输运过程进行了数值计算.分析稳态温场、瞬态温场和稳态流场的计算结果,得到以下主要结论:(1)对中级、低级晶系晶体的生长,应选用导热系数较小的晶体方向为生长方向.(2)对各向同性材料的单层坩埚而言,应该优先选择具有与晶体和熔体的导热系数相当导热系数的材料;也可选择导热系数较大的材料.(3)对于复合坩埚,坩埚材料的导热系数最好不要相差太大.(4)生长开始的不稳定需要一段时间才能完成.在不稳定阶段,生长速度由零逐渐接近下降速度;凹度变大;界面法线方向的指向熔体的温度梯度变小,指向晶体的温度梯度变大.(5)较大的温度梯度,较大的换热系数和适量的底部冷却是坩埚下降法晶体生长的必备条件,也是工艺优化的重要方向.(6)较小的导热系数,小的凝固潜热,小的密度,是选择生长晶体的重要依据,它们和较小的生长速度也是坩埚下降法晶体生长较高质量晶体的必备条件.热容对生长过程影响不大,是可以不考虑的参数.(7)当界面为平坦或凸时,流动为单涡结构,流动方向为沿界面由中心掠向边缘.凸界面时流动较强.凹界面时,流动为双涡结构,两个涡的流动方向相反.上部的涡与界面平坦时的涡的流动方向相同,强度相对较弱;下部的涡流动很弱,流动方向为沿界面由边缘掠向中心.
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