本(ben)技術涉及晶(jing)體材料(liao)制備，尤其涉及一(yi)種定(ding)向(xiang)凝固晶(jing)體生長裝置。

背景技術：

1、在(zai)晶(jing)(jing)(jing)體中,任意兩個(ge)原子之間的(de)連線(xian)稱(cheng)(cheng)(cheng)為原子列(lie),其所指方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)稱(cheng)(cheng)(cheng)為晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)。通常,采用(yong)晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)指數(shu)來確定(ding)晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)在(zai)晶(jing)(jing)(jing)體中的(de)位向(xiang)(xiang)(xiang)。布拉維點(dian)(dian)陣的(de)格(ge)點(dian)(dian)可以(yi)看成(cheng)(cheng)分列(lie)在(zai)一系列(lie)相(xiang)互平行的(de)直線(xian)系上，這(zhe)些(xie)直線(xian)系稱(cheng)(cheng)(cheng)為晶(jing)(jing)(jing)列(lie)。同(tong)一個(ge)格(ge)點(dian)(dian)可以(yi)形(xing)成(cheng)(cheng)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)不同(tong)的(de)晶(jing)(jing)(jing)列(lie)，每一個(ge)晶(jing)(jing)(jing)列(lie)定(ding)義(yi)了一個(ge)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)，稱(cheng)(cheng)(cheng)為晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)。標(biao)志晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)這(zhe)組數(shu)稱(cheng)(cheng)(cheng)為晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)指數(shu)，由于晶(jing)(jing)(jing)體具(ju)有(you)對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性，有(you)對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性聯系著(zhu)的(de)那(nei)些(xie)晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)可以(yi)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)不同(tong)，但它(ta)們(men)的(de)周期卻(que)相(xiang)同(tong)，因而是等效的(de)，這(zhe)些(xie)等效晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)全體可用(yong)尖括號<αβγ>來表示。對(dui)于立方(fang)系，晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)[100]、[010]、[001]及其相(xiang)反晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)就可以(yi)用(yong)<100>、<010>、<001>表示。

2、現有(you)公開號(hao)為cn214694462u的(de)(de)中國(guo)實用(yong)新型專利公開《一種(zhong)ycob晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)長(chang)用(yong)生(sheng)長(chang)裝置》，“坩(gan)堝(guo)外(wai)(wai)套設有(you)使坩(gan)堝(guo)感(gan)應加(jia)熱的(de)(de)感(gan)應線圈(quan)。”但(dan)是，結合說明書附(fu)圖1可知，感(gan)應線圈(quan)套設在保(bao)(bao)溫容器外(wai)(wai)，在對坩(gan)堝(guo)進行加(jia)熱時，存(cun)在坩(gan)堝(guo)內(nei)部原料熔體(ti)(ti)融化(hua)不均(jun)勻的(de)(de)問題，從而無法(fa)保(bao)(bao)證坩(gan)堝(guo)內(nei)若干(gan)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)長(chang)模具內(nei)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)同步生(sheng)長(chang)和晶(jing)體(ti)(ti)質量，晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)長(chang)表面(mian)會存(cun)在不均(jun)勻的(de)(de)凹凸(tu)界面(mian)。

技術實現思路

1、本實用(yong)新型的(de)目的(de)在(zai)于(yu)：為(wei)了解(jie)決上述背(bei)景技術中(zhong)所(suo)提到的(de)技術問題，而(er)提出的(de)一種定向(xiang)凝固晶體生長裝置。

2、為了實現上(shang)述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

3、一種定向凝固晶體生長裝置(zhi)，包括(kuo)：

4、坩堝(guo)，用(yong)(yong)于盛放晶體生長用(yong)(yong)的原料(liao)熔體；

5、晶體(ti)生長模具，用于引導(dao)原(yuan)料(liao)熔體(ti)流(liu)向；

6、籽晶桿(gan)，用于(yu)引導晶體生長；

7、所(suo)述(shu)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)上設有坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)蓋，所(suo)述(shu)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)外(wai)套設有第一感(gan)(gan)應線(xian)(xian)(xian)圈，所(suo)述(shu)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)底部向上凹陷有若(ruo)干呈線(xian)(xian)(xian)性(xing)陣列分布的(de)凹槽(cao)，通過凹槽(cao)將坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)分割成若(ruo)干個用于容納晶體生長模具(ju)和原料熔體的(de)模腔，相(xiang)鄰兩組(zu)(zu)凹槽(cao)之間的(de)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)外(wai)側(ce)套設有第二感(gan)(gan)應線(xian)(xian)(xian)圈，通過兩組(zu)(zu)感(gan)(gan)應線(xian)(xian)(xian)圈對坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)感(gan)(gan)應加熱；

8、所述晶(jing)體生(sheng)(sheng)長模具置(zhi)于坩堝內，所述籽晶(jing)桿設置(zhi)在晶(jing)體生(sheng)(sheng)長模具上方(fang)且沿縱向活動，籽晶(jing)桿底部固(gu)定連接有用于牽引晶(jing)體生(sheng)(sheng)長的(de)籽晶(jing)。

9、作為上述技術方(fang)案(an)的進一步描述：

10、所(suo)述(shu)第一(yi)感應線圈(quan)的第一(yi)邊緣(yuan)端(duan)靠近(jin)坩堝一(yi)側凹(ao)槽，第一(yi)感應線圈(quan)的第二(er)邊緣(yuan)端(duan)靠近(jin)坩堝另一(yi)側凹(ao)槽，所(suo)述(shu)第二(er)感應線圈(quan)的兩組(zu)邊緣(yuan)端(duan)分別延伸進相鄰兩組(zu)凹(ao)槽端(duan)部。

11、作為上述(shu)技(ji)術方案的進一步(bu)描述(shu)：

12、所述晶體生(sheng)長(chang)模具(ju)的材質為(wei)銥(yi)金，由多片銥(yi)金組合(he)焊接而成(cheng)，并用(yong)銥(yi)金條(tiao)隔離，中間縫(feng)(feng)隙對應晶體生(sheng)長(chang)的模具(ju)縫(feng)(feng)，頂端(duan)呈v形(xing)開口。

13、作(zuo)為上述(shu)技術方案的進一步描述(shu)：

14、所述(shu)模具縫(feng)的縫(feng)寬(kuan)為(wei)0.3-0.5mm，v形開口的角度(du)為(wei)100-150°。

15、作為(wei)上(shang)述技(ji)術(shu)方案的進一步描(miao)述：

16、所述坩堝和籽晶桿均為銥金材質。

17、作為上(shang)述技術方案的進一步描述：

18、所述(shu)還包括采用氧化鋯陶瓷作為保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料的(de)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)容(rong)(rong)器(qi)，所述(shu)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)容(rong)(rong)器(qi)包括相互(hu)拼接(jie)的(de)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)上(shang)蓋(gai)板(ban)、上(shang)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)罩、第一側保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)筒、第二側保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)筒和保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)磚，所述(shu)坩堝置(zhi)于保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)磚上(shang)方，第二側保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)筒套(tao)設(she)在坩堝和保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)磚外(wai)側，第一側保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)筒套(tao)設(she)在坩堝外(wai)側，上(shang)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)罩設(she)置(zhi)在兩組保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)筒上(shang)方，保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)上(shang)蓋(gai)板(ban)設(she)置(zhi)于上(shang)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)罩上(shang)方。

19、作為上述(shu)技術(shu)方案(an)的進一步(bu)描述(shu)：

20、所述第一側(ce)保(bao)溫筒與坩堝之間堆設有氧化鋯球(qiu)。

21、作為上述(shu)技術方案的(de)進一步(bu)描(miao)述(shu)：

22、所述籽晶(jing)桿穿過保溫(wen)上蓋板，保溫(wen)上蓋板上固定安裝(zhuang)有氣缸，氣缸的輸出端(duan)與(yu)籽晶(jing)桿固定連接。

23、綜上所述，由于(yu)采(cai)用了上述技術方案，本(ben)實用新型的有益效果是：

24、1、本實(shi)用(yong)新型中，在(zai)坩堝形狀和感(gan)應線(xian)圈的(de)布設方(fang)式上做出調(diao)整，每組模(mo)(mo)(mo)(mo)腔(qiang)對(dui)應一組晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)生(sheng)長模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)和原料(liao)熔體(ti)(ti)(ti)，對(dui)每個模(mo)(mo)(mo)(mo)腔(qiang)內(nei)(nei)的(de)原料(liao)熔體(ti)(ti)(ti)進(jin)行獨立加熱(re)，使得各模(mo)(mo)(mo)(mo)腔(qiang)內(nei)(nei)的(de)原料(liao)熔體(ti)(ti)(ti)被均勻加熱(re)，有助于各模(mo)(mo)(mo)(mo)腔(qiang)內(nei)(nei)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)生(sheng)長模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)和籽晶(jing)(jing)(jing)引(yin)導的(de)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)生(sheng)長的(de)同步性和質量(liang)保證(zheng)，提高(gao)結晶(jing)(jing)(jing)速(su)度。

25、2、本(ben)實(shi)用新型中，坩(gan)(gan)(gan)堝(guo)外套(tao)設(she)有(you)第一感應(ying)線圈(quan)，坩(gan)(gan)(gan)堝(guo)底(di)部(bu)向上凹(ao)(ao)陷有(you)若干呈(cheng)線性陣列分(fen)布(bu)的凹(ao)(ao)槽(cao)，通過(guo)凹(ao)(ao)槽(cao)將(jiang)坩(gan)(gan)(gan)堝(guo)分(fen)割成若干個(ge)用于容(rong)納晶(jing)體(ti)生長(chang)模具和(he)原料熔體(ti)的模腔，相鄰兩組(zu)凹(ao)(ao)槽(cao)之間的坩(gan)(gan)(gan)堝(guo)外側套(tao)設(she)有(you)第二感應(ying)線圈(quan)，通過(guo)兩組(zu)感應(ying)線圈(quan)對坩(gan)(gan)(gan)堝(guo)感應(ying)加熱(re)，實(shi)現各模腔的同(tong)步和(he)獨立(li)加熱(re)，提高(gao)晶(jing)體(ti)生長(chang)質量。

技術特征：

1.一種定向凝固(gu)晶(jing)體生長(chang)裝置(zhi)，其(qi)特征在(zai)于，包括：

2.根(gen)據(ju)權利要求(qiu)1所(suo)(suo)述的一(yi)種(zhong)定向(xiang)凝(ning)固晶體(ti)生長裝置(zhi)，其特征在于，所(suo)(suo)述第(di)一(yi)感應線圈(21)的第(di)一(yi)邊(bian)緣(yuan)端靠近(jin)坩(gan)堝(guo)(1)一(yi)側凹槽(cao)(101)，第(di)一(yi)感應線圈(21)的第(di)二邊(bian)緣(yuan)端靠近(jin)坩(gan)堝(guo)(1)另一(yi)側凹槽(cao)(101)，所(suo)(suo)述第(di)二感應線圈(22)的兩組邊(bian)緣(yuan)端分(fen)別延伸進相(xiang)鄰兩組凹槽(cao)(101)端部。

3.根據權利要(yao)求1所(suo)述的(de)一種定向凝(ning)固晶(jing)體生長裝置，其(qi)特征在于(yu)，所(suo)述晶(jing)體生長模(mo)具(3)的(de)材質為銥(yi)金(jin)，由多(duo)片銥(yi)金(jin)組合焊接而成，并(bing)用銥(yi)金(jin)條(tiao)隔離，中間縫隙對應晶(jing)體生長的(de)模(mo)具縫，頂端呈v形開口。

4.根據(ju)權利要(yao)求3所(suo)述(shu)的一種(zhong)定向凝(ning)固晶體生長裝置，其特征在于，所(suo)述(shu)模具縫的縫寬為(wei)0.3-0.5mm，v形開口(kou)的角度為(wei)100-150°。

5.根(gen)據權利要求1所述的(de)一種定向凝固晶體生長裝(zhuang)置，其特征在于，所述坩(gan)堝(guo)(1)和(he)籽晶桿(7)均為(wei)銥金材質。

6.根據權(quan)利要求1所(suo)述(shu)的一種定向(xiang)凝固晶體生長裝置(zhi)，其特征在(zai)于，還包括采用氧化鋯陶(tao)瓷作為保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)材料(liao)的保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)容(rong)器，所(suo)述(shu)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)容(rong)器包括相互拼接的保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)上(shang)(shang)(shang)蓋(gai)板(9)、上(shang)(shang)(shang)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)罩(zhao)(zhao)(8)、第(di)一側(ce)(ce)(ce)(ce)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)筒(tong)(4)、第(di)二側(ce)(ce)(ce)(ce)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)筒(tong)(5)和(he)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)磚(zhuan)(12)，所(suo)述(shu)坩(gan)(gan)堝(guo)(1)置(zhi)于保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)磚(zhuan)(12)上(shang)(shang)(shang)方(fang)(fang)，第(di)二側(ce)(ce)(ce)(ce)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)筒(tong)(5)套設在(zai)坩(gan)(gan)堝(guo)(1)和(he)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)磚(zhuan)(12)外(wai)側(ce)(ce)(ce)(ce)，第(di)一側(ce)(ce)(ce)(ce)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)筒(tong)(4)套設在(zai)坩(gan)(gan)堝(guo)(1)外(wai)側(ce)(ce)(ce)(ce)，上(shang)(shang)(shang)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)罩(zhao)(zhao)(8)設置(zhi)在(zai)兩組保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)筒(tong)上(shang)(shang)(shang)方(fang)(fang)，保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)上(shang)(shang)(shang)蓋(gai)板(9)設置(zhi)于上(shang)(shang)(shang)保(bao)(bao)(bao)(bao)溫(wen)罩(zhao)(zhao)(8)上(shang)(shang)(shang)方(fang)(fang)。

7.根據權利要(yao)求6所(suo)述的一(yi)種定向凝(ning)固晶體生長裝置(zhi)，其特征在于，所(suo)述第一(yi)側保溫筒(4)與坩堝(1)之(zhi)間堆(dui)設有氧化鋯(gao)球(11)。

8.根據權利要求6所(suo)述(shu)的一種定(ding)向(xiang)凝固晶體生長裝置，其(qi)特(te)征在于，所(suo)述(shu)籽晶桿(7)穿(chuan)過保(bao)溫(wen)上(shang)蓋板(9)，保(bao)溫(wen)上(shang)蓋板(9)上(shang)固定(ding)安裝有(you)氣缸(gang)(10)，氣缸(gang)(10)的輸出端(duan)與(yu)籽晶桿(7)固定(ding)連接(jie)。

技術總結
本技術公開了一種定向凝固晶體生長裝置，包括：坩堝，用于盛放晶體生長用的原料熔體；所述坩堝外套設有第一感應線圈，所述坩堝底部向上凹陷有若干呈線性陣列分布的凹槽，通過凹槽將坩堝分割成若干個用于容納晶體生長模具和原料熔體的模腔，相鄰兩組凹槽之間的坩堝外側套設有第二感應線圈，通過兩組感應線圈對坩堝感應加熱。本技術中，在坩堝形狀和感應線圈的布設方式上做出調整，每組模腔對應一組晶體生長模具和原料熔體，對每個模腔內的原料熔體進行獨立加熱，使得各模腔內的原料熔體被均勻加熱，有助于各模腔內晶體生長模具和籽晶引導的晶體生長的同步性和質量保證，提高結晶速度。

技術研發人員：孫志剛,毛克勤
受保護的技術使用者：寧波志方新材料有限公司
技術研發日：20231207
技術公布日：2024/9/19