CS224992B1 - Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování - Google Patents
Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování Download PDFInfo
- Publication number
- CS224992B1 CS224992B1 CS666582A CS666582A CS224992B1 CS 224992 B1 CS224992 B1 CS 224992B1 CS 666582 A CS666582 A CS 666582A CS 666582 A CS666582 A CS 666582A CS 224992 B1 CS224992 B1 CS 224992B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- single crystal
- melt
- yttrium
- cultivation
- garnet
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 33
- 239000000155 melt Substances 0.000 title claims description 32
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- 239000002223 garnet Substances 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 2
- -1 terbium ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu řízení velikosti pod hladinu taveniny zasahující části monokrystalu yttritohlinitého granátu při jeho pěstování Ozochralskiho metodou. ·
Při pěstování monokrystalů yttritohlinitého granátu Czochralskiho metodou rozhoduje o jakosti vypěstovaných monokrystalů tvar rozhraní taveniny a monokrystalu, případně změny tvaru tohoto rozhraní během tažením monokrystalu. Tvar fázového rozhraní vsak zároveň souvisí s velikostí pod hladinu zasahující . části monokrystalu. Například při kuželovitém rozhraní je vhodné, aby do taveniny zasahovala větší část monokrystalu než při rozhraní plochém nebo rozhraní tvaru komolého kužele.
Změnu tvaru rozhraní spojenou s výraznou změnou velikosti pod hladinu taveniny ponořené části monokrystalu lze docílit nej-. snáze radikální změnou rychlosti rotace monokrystalu, což je vlastně výsledkem změny převážně dostředného proudění taveniny na její hladině v proudění obráceného charakteru, případně naopak. Vzhledem k tomu, že odstředivé proudění na velké části , povrchu taveniny má za následek silné kolísání teploty na fázovém rozhraní a tím i vznik výrazných růstových pruhů, nelze velkou změnu rotace vždy použít.
Uvedený nedostatek plně odstraňuje způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého’granátu zasahující pod hladinu taveniny při pěstování Ozochralskiho metodou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že objem V pod hladinu zasahující části rostoucího monokrystalu se řídí růstovou rychlostí
kde r je poloměr monokrystalu, k je konstanta o hodnotě
224 992
150 + 50 mmoh-·1· a Y, Al, Re jsou gramionty yttria, hliníku a vzácných zemin, obsažené v tavenině.
Popsaný způsob je založen na skutečnosti, že při převažujícím, dostředném proudění taveniny na hladině teplota taveniny proudící podél fázového rozhraní, respektive mezivrstvy mezi hlavním objemem taveniny a monokrystalem kolísá a tím při daném hodu tuhnutí taveniny dochází ke zvýšenému nárůstu osové části monokrystalu proti části okrajové* Tím dochází také ke zvýšení objemu Uvedené platí tehdy, když složení taveniny a monokrystalu je přesně stejné* V případě, že tavenina je proti monokrystalu bohatší na yttrium a vžácená zeminy nebo hliník:, coz je vyjádřeno absolutní hodnoto^ (Y+Re):Al-0,6, bod tuhnutí je nižší v mezivrstvě a dále klesá < okraje k růstové ose monokrystalu vlivem jejího nabohacení přebytečnou složkou. Tím vyrovnává vliv poklesu teploty taveniny, takže monokrystal pod hladinou taveniny nezarůstá.To platí zejména pro větší tažící rychlosti, kdy koncentrace přebytečné složky v mezivrstvě je s ohledem na její difúzi zpět do hlavního objemu taveniny dále zvýšena* Jako další faktor ovlivňující velikost části monokrystalu zasahující pod hladinu taveniny je opti< :á propustnost monokrystalu, jejíž, vliv je vyjádřen konstantou ^* Se zvyšující se propustností tento objem obvykle vzrůstá, protože klesá podíl tepelného záření absorbovaného monokrystalem* Přitom se zároveň uplatňuje absorpce taveniny takže vyjádření této závislosti je obtížné, avšak při opakovaných pěstováních s taveninou daného složení lze ji stanovit a dále používat* To platí zejména pro příměsi iontů ceru, praseodymu a terbia, které výrazně ovlivňují obvyklá barevná centra v monokryrtalech yttritohlinítého granátu.
Způsobem podle vynálezu lze relativně jednoduše řídit objem části monokrystalu yttritohlinítého granátu při jeho růs^u ponořené pod hladinu taveniny a zejména zmenšovat její velikost během růstu, což je výhodné s hlediska přeměny kuželovitého fázového rozhraní na počátku pěstování v ploché při pozdější fázi růstu a tím i pro dosažení optimální jakosti monokrystalů
-A224 992
Příklad 1
Monokrystaly ytřritohlinitého granátu o průměru 20 mm byly taženy z taveniny v kelímku o průměru 45 mm rychlostí 3 mm.h , takže růstová rychlost činila přibližně 4 mm.h s ohledem na hustotu taveniny a krystalu. Pázové rozhraní mělo při dostředném proudění taveniny na její hladině tvar obráceného komolého kužele se základnami o průměrech 20 mm a 16 mm. Objem v tavenině ponořené Části činil při využití 33 %.výchozího množství taveniny 0,5 cm^ při složení taveniny doně poměrem gramiontů Y : Al = Ο,59θ a 0,1 cm při poměru Y : Al s 0,617, jak bylo zjištěno analysou vzorků odebrané taveniny. Přídavkem 8o10^ hmot.% iontů ceru k tavenině se objem do taveniny pohořené části zvětšil na 0,55 cm , respektive na 0,2 cm3 vlivem poklesu koncentrace barevných center v rostoucím monokrystalu.
Příklad 2.
Monokrystaly yttritohlinitého granátu s příměsí 0,95 at.% neodymu o průměru válcové části 45 mm byly pěstovány tažením rychlostí 1,5 mm.háaT1 z kelímku o obsahu í 1, ve kterém bylo roztaveno 3,80 kg výchozí suroviny. Monokrystal byl po nasazení v průběhu prvých 38 min. růstu plynule rozšiřován na konečný průměr, přičemž růstová rychlost stoupla z 1,5 na 2,1 mm.h<d~\ Rozšiřující se část monokrystalu měla hmotnost přibližně 250 g. Výchozí atomární poměr (Y+Nd) : Al v tavenině byl na počátku pěstování upraven na hodnotu 3,05 í 5, rychlost otáčení monokrystalu činila až do vytažení prvních 5 mm válcové části, tj. do vypěstování prvních 300 g monokrystalu 15 ot.min’!, poté 25 ot.min*·1·, čímž se rozhraní kuželovité změnilo v rozhraní tvaru komolého kužele beze změny základního dostředného charakteru proudění na hladině taveniny.
Objem do taveniny zasahující části monokrystalu po vypěstování zkušebních monokrystalů o hmotnosti 250 g, 1000 g, 1500'g činil
6,4 cm3, 3,5 cm\ 1,1 cm3, což odpovídá poměru (Y+Nd) : Al v hodnotách 0,6108; 0,6136; 0,6155 pro zbytky taveniny o hmotnostech 3,5 kg, 2,8 kg, 2,3 kg. V případě, že poměr (Y+Rd) : Al činil 0,6, byl objem do taveniny zasahující části monokrystalu téměř stálý a to 15,0 cm3, 15,5 cm3, 14,8 cm3.
Claims (1)
- Ρ Ě Ε D Μ Ě Τ VYNÁLEZU QO,ΖΖ4 yyzZpůsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování Czochralskiho metodou, vyznačený tím, že objem V, z' pod hladinu zasahující části rostoucího monokrystalu se řídí růstovou rychlostí .g [mm.h”1] a složením taveniny podle vztahu:V = r3-£- [0,018 - (JL+jM- - o,6) J , kde je poloměr monokrystalu, je konstanta o hodnotě 150 + 50 mm.hfeť1 a Y, Al a Re jsou gramionty yttria, hliníku a vzácných zemin, obsažené v tavenině.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS666582A CS224992B1 (cs) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS666582A CS224992B1 (cs) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS224992B1 true CS224992B1 (cs) | 1984-02-13 |
Family
ID=5414243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS666582A CS224992B1 (cs) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS224992B1 (cs) |
-
1982
- 1982-09-16 CS CS666582A patent/CS224992B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schmidt-Whitley et al. | Growth and microstructural control of single crystal cuprous oxide Cu2O | |
| US4040895A (en) | Control of oxygen in silicon crystals | |
| Miyazawa et al. | Single crystal growth of paratellurite TeO2 | |
| CS224992B1 (cs) | Způsob řízení velikosti části monokrystalu yttritohlinitého granátu zasahující pod hladinu taveniny při jeho pěstování | |
| US4013501A (en) | Growth of neodymium doped yttrium aluminum garnet crystals | |
| SU1609462A3 (ru) | Лазерное вещество | |
| JPH0585879A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| Otani et al. | Preparation of LaB6 single crystals by the floating zone method | |
| US4302280A (en) | Growing gadolinium gallium garnet with calcium ions | |
| US5336362A (en) | Method for preparing yttrium 66 boride crystal for soft x-ray monochromator | |
| US3880984A (en) | Method of producing plate single-crystal of gadolinium molybdate | |
| Erdei et al. | The twisting of LiNbO3 single crystals grown by the Czochralski method | |
| JPS61158890A (ja) | 結晶成長装置 | |
| JP2787995B2 (ja) | 四ほう酸リチウム単結晶の製造方法 | |
| ONO | Crystal growth and zoning of garnet from the Ryoke metamorphic rocks of central Japan | |
| Collins | Growth parameters for large diameter float zone silicon crystals | |
| JPH0631200B2 (ja) | 単結晶の育成方法 | |
| JP4100812B2 (ja) | ＧａＡｓ単結晶，及びその製造方法 | |
| Balestrino et al. | Growth of epitaxial films of paramagnetic garnets and their characterization by cems and double-crystal diffractometry | |
| KR950001794B1 (ko) | 루틸(Rutile) 단결정의 제조방법 | |
| JPS6221790A (ja) | 結晶成長装置および方法 | |
| JPS5812228B2 (ja) | 結晶育成装置と結晶成長方法 | |
| JPH101397A (ja) | 磁気光学素子の基板用ガーネット結晶及びその製造法 | |
| SU1414015A1 (ru) | Способ выращивани монокристаллов кальций-ниобий-галлиевого граната | |
| Bevz et al. | Influence of the Control Parameters of a System of Automatic Control of Diameter on the Microheterogeneity of the Magnitude of Resistivity of Silicon Monocrystals |