83.2基于液一固相转变的材料制备(b)(a)2500015000FWHM=18"FWHM=52"20000snT1000015000e/ksa100005000500030.8030.8530.6030.6530.8530.6030.6530.7030.7530.7030.7530.8026/(°)20(°)50μm50μm图2（a）（b）为两个InAs(100)单晶样品的×射线双晶衍射谱：（c）（d)分别为这两个样品的位错腐蚀照片Fig.2(a),(b)X-ray diffraction rockingcurvesof two (1oo)InAs samples;(e),(d)Dislocation etchingphotographyof the two InAs samples材料科学与工程学院
材料科学与工程学院 § 3.2 基于液-固相转变的材料制备
83.2基于液-固相转变的材料制备（一）、从熔体制备单晶材料2、锅下降法（定向凝固法）Z基本原理：使装有熔体的锅缓慢通过具有一定温度梯度的温度场。开始时整个物料都处于熔融状态，当锅下降通过熔点时，熔体结晶，随着锅的移动，固液界温度T7面不断沿着锅平移，直至熔体全部结晶(1)-容器（2)-熔体（3)-晶体使用这种方法首先成核的是几个微晶，可(4)加热器（5)下降装置使用仔晶控制晶体的生长。(6)-热电偶（7）一热屏材料科学与工程学院
基本原理：使装有熔体的坩锅缓慢通过具 有一定温度梯度的温度场。开始时整个物 料都处于熔融状态，当坩锅下降通过熔点 时，熔体结晶，随着坩锅的移动，固液界 面不断沿着坩锅平移，直至熔体全部结晶。 使用这种方法首先成核的是几个微晶，可 使用仔晶控制晶体的生长。 (1)-容器(2)-熔体(3)-晶体 (4)加热器 (5)下降装置 (6)-热电偶（7）-热屏 （一）、从熔体制备单晶材料 2、坩锅下降法（定向凝固法） 材料科学与工程学院 § 3.2 基于液-固相转变的材料制备
83.2基于液一固相转变的材料制备（一）、从熔体制备单晶材料2、锅下降法（定向凝固法）梯度温度区冷炉区热炉区UOUODUOODOO-O衬层熔体储存区晶体甘璃0o0a0oan0oooobo0石英玻璃密封管籽晶电阻加热器水平定向凝固法（Horizentaldirectionalsolidification,HDs）又称为料舟法（Boatmethod)材料科学与工程学院
水平定向凝固法（Horizental directional solidification,HDS） 又称为料舟法（Boat method） （一）、从熔体制备单晶材料 2、坩锅下降法（定向凝固法） 材料科学与工程学院 § 3.2 基于液-固相转变的材料制备
83.2基于液一固相转变的材料制备Melting temperatureSapphireMeltSingleurystalMo crucibleNdYAGSeed crystalHeater单晶炉内温度分布曲线及水平定向生长的蓝宝石和Nd3+：YAGYAG是三价镱离子（Yb3+)掺入钇铝石榴石（YAG）基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体。材料科学与工程学院
单晶炉内温度分布曲线及水平定向生长的蓝宝石和Nd3＋：YAG YAG是三价镱离子(Yb3+)掺入钇铝石榴石(YAG)基质中形成的一种产生1.03um 近红外激光的激光晶体。 材料科学与工程学院 § 3.2 基于液-固相转变的材料制备
83.2基于液-固相转变的材料制备（一）、从熔体制备单晶材料3、区熔法（水平和悬浮区熔法）区熔法沿锅方向的温场有一个峰值，在这个峰值附近很小的范围内温度高于材料的熔点。这样的温场由环形加热器工尚小城鞋实现。在多晶棒的一端放置仔晶，将仔#务意0晶附近原料熔化后，加热器向远离仔晶寻高事具阳祥的方向移动，熔体即在仔晶基础上结晶水平和悬浮区熔法单晶生长示意图加热器不断移动，将全部原料熔化、结（1）一仔晶（2）一晶体（3）-加热器晶，即完成结晶过程。悬浮区熔法不用(4)熔体（5）料棒（6)-料舟容器，污染较小，但不易得到大尺寸单晶。材料科学与工程学院
区熔法沿坩锅方向的温场有一个峰值， 在这个峰值附近很小的范围内温度高于 材料的熔点。这样的温场由环形加热器 实现。在多晶棒的一端放置仔晶，将仔 晶附近原料熔化后，加热器向远离仔晶 的方向移动，熔体即在仔晶基础上结晶。 加热器不断移动，将全部原料熔化、结 晶，即完成结晶过程。悬浮区熔法不用 容器，污染较小，但不易得到大尺寸单 晶。 (1)-仔晶(2)-晶体(3)-加热器 (4)熔体 (5)料棒(6)-料舟 水平和悬浮区熔法单晶生长示意图 （一）、从熔体制备单晶材料 3、区熔法（水平和悬浮区熔法） 材料科学与工程学院 § 3.2 基于液-固相转变的材料制备