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       金屬銅具有導(dǎo)熱性能好、熔體粘滯系數(shù)小等特性，在晶體生長過程中因?qū)峥於鸸桃航缑嬉苿樱虼?a href="http://zsrider.com" target="_self">硅碳棒單晶爐不僅要求能夠在1200 ℃的高溫下長期使用，而且要加熱功率足夠大、靈敏度高，對于溫度的變化能夠快速補(bǔ)償，從而保持固液界面的穩(wěn)定性。同時由于銅優(yōu)良的導(dǎo)熱性能會使固液界面的溫度梯度減小，因此結(jié)晶區(qū)要有足夠大的溫度梯度。

       針對上述要求，我們設(shè)計制作了適合于銅單晶生長的硅碳棒加熱單晶生長爐。單晶爐結(jié)構(gòu)如圖1所示。加熱元件為兩組X9/18 mm 1700型硅碳棒，可獨(dú)立控溫也可串聯(lián)使用，形成具有適宜寬度的高溫區(qū)，讓生長原料充分熔融;在加熱器I環(huán)方的結(jié)晶區(qū)，安裝了一組溫度梯度調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器由兩塊具有環(huán)形開口的隔熱保溫板組成，通過旋轉(zhuǎn)上隔熱板，可以調(diào)整由高溫區(qū)向低溫區(qū)傳導(dǎo)的熱流量，從而調(diào)節(jié)結(jié)晶區(qū)的溫度梯度;同時上下爐口用耐火保溫材料堵塞，防止呼因筒效應(yīng)’引起強(qiáng)熱對流對溫場的影響?？販叵到y(tǒng)采用FP93型精密溫度控制儀，控溫精度為士1 ℃，鉑鍺熱電偶測溫，升降裝置的下降速率在0. 1-10 mm /h范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)并數(shù)值顯示。

       實驗表明，上述單晶爐采用硅碳棒加熱元件，其等效電阻小、加熱電流大，靈敏度高，具有優(yōu)良的高溫抗氧化性能和穩(wěn)定的電阻值，電阻不會隨使用時間的長短而變化。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，調(diào)節(jié)結(jié)晶區(qū)溫度梯度時靈敏度高的特點(diǎn)，一次設(shè)計便可用于多種材料的單晶生長，特別適用于實驗室中生長各種不同材料的晶體。當(dāng)控溫點(diǎn)溫度為1060℃時，爐內(nèi)最高溫度可達(dá)1175 ℃，單晶爐的溫場分布如圖2所示，固液界面處溫度梯度約為30 ℃ /an，并呈現(xiàn)出向熔體略微凸起的等溫面，滿足了銅單晶的生長實驗要求。zsrider.com