SU1358480A1

SU1358480A1 - Device for monitoring crystallization process

Info

Publication number: SU1358480A1
Application number: SU864050169A
Authority: SU
Inventors: Э.Л. Лубе; А.Т. Златкин
Original assignee: Институт кристаллографии им.А.В.Шубникова
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к устройству дл контрол процесса кристаллизации, может быть использовано в химической промышленности и позвол ет повысить точность контрол структуры кристаллов в процессе их выращивани . Устройство содержит камеру 3 кристаллизации с установленным в ней кристаллом 4, затравка 5 которого проходит через шток 2 его вращени , охваченный щтоком 1 перемещени кристалла. На нижней части щтока 2 установлен пьезоэлектрический преобразователь 6, св занный с предусилителем 7, подключенным к катущке 8 индуктивности. Друга катушка 9 соединена с блоком 10 измерени сигналов акустической эмиссии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а с со ел 00 4 00 о The invention relates to a device for controlling the crystallization process, can be used in the chemical industry and improves the accuracy of controlling the structure of crystals during their growth. The device comprises a crystallization chamber 3 with a crystal 4 installed in it, the seed 5 of which passes through the rod 2 of its rotation, covered by the rod 1 of moving the crystal. A piezoelectric transducer 6 is connected to the lower part of the slider 2 and is connected to the preamplifier 7 connected to the inductance coil 8. Another coil 9 is connected to the unit 10 for measuring acoustic emission signals. 1 hp f-ly, 1 ill. a co 00 00 00 about

Description

Изобретение касаетс выращивани монокристаллов и может быть использовано дл выращивани монокристаллов из расплава методами Вернейл , Чохральского, Киро- пулоса, Бриджмена-Стокбаргера, бестигель- ой зонной плавки, а также из раствора и пара.The invention relates to the growth of single crystals and can be used for the growth of single crystals from the melt by the methods of Verneil, Czochralski, Kyropoulos, Bridgman-Stockbarger, zero-gel zone melting, as well as from solution and steam.

Цел ью изобретени вл етс повышение точности контрол структуры кристаллов в процессе выращивани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling the structure of crystals during the growth process.

На чертеже изображена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Схема содержит шток I перемещени кристалла , шток 2 вращени кристалла, камеру 3 кристаллизации, кристалл 4, затравку 5, пьезоэлектрический преобразователь 6. пред- усилитель 7, катушки 8 и 9 индуктивности и блок 10 измерени сигналов акустической эмиссии.The circuit includes a crystal displacement rod I, a crystal rotation rod 2, a crystallization chamber 3, a crystal 4, a seed 5, a piezoelectric transducer 6. a preamplifier 7, inductance coils 8 and 9, and an acoustic emission measurement unit 10.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Посредством штока 1 перемещени крис- .талла перемещаетс соединенный с ним шток 2 вращени кристалла, укрепленна на его конце затравка 5 или затравочный конец тигл (ампулы) вводитс в камеру 3 кристаллизации, включаетс вращение щто- ка 2 вращени кристалла, реверсируетс движение штока I перемещени кристалла, при этом начинает расти кристалл 4. Если в процессе выращивани в кристалле возникают структурные дефекты, например скоплени дислокаций или трещины, они вызывают в нем акустическую умииссию - механические колебани , которые передаютс через затравку 5 пьезоэлектрическому преобразователю 6. Сигналы акустической эмиссии , имеющие вид радиоимпульса, с выхода преобразовател б поступают в предусили- тель 7, а оттуда - на катушку 8 индуктивности . Преобразователь 6, предусилитель 7 и катушка 8 вращаютс и перемещаютс вместе со штоком 2 вращени кристалла. Сигнал акустической эмиссии, проход щий через катушку 8 индуктивности, возбуждает ЭДС в катушке 9 индуктивности, откуда сигнал поступает в блок 10 измерени сигналов акустической эмиссии. Катушка 9 не вращаетс , она перемещаетс вместе со пиокомThrough the rod 1 of the movement of the crystal, the rod of rotation 2 of the crystal connected to it moves, the seed 5 strengthened at its end or the seed end of the crucible (ampoule) is introduced into the crystallization chamber 3, the rotation of the crystal rotation shaft 2 is activated, the movement of the movement rod I crystal, while the crystal begins to grow 4. If, during the growth process, structural defects arise in the crystal, for example, dislocation clusters or cracks, they cause acoustic umision in it — mechanical oscillations that are given through the seed 5 of the piezoelectric transducer 6. The acoustic emission signals, having the form of a radio pulse, are output from the transducer b to the preamplifier 7, and from there to the coil 8 of the inductance. The transducer 6, the preamplifier 7 and the coil 8 rotate and move together with the rod 2 of the crystal rotation. An acoustic emission signal passing through the inductor 8 excites the emf in the inductor 9, from where the signal goes to the unit 10 for measuring acoustic emission signals. The coil 9 does not rotate, it moves with the peak

00

J перемещени кристалла, при этом зазор между обеими катушками индуктивности остаетс посто нным. Благодар тому, что участок штока 2 выт гиваетс , проходит сквозь обе катушки и выполнен из ферромагнитного материала, уменьшаетс магнитное сопротивление и увеличиваетс амплитуда сигнала , наведенного в катушке 9, что повышает чувствительность контрол . Блок 10 измерени сигналов акустической эмиссии выдел ет сигналы акустической эмиссии в заданном диапазоне частот и амплитуд и измер ет параметры акустической эмиссии: ее активность, амплитуду сигналов и т.д. По этим параметрам определ етс структурное совершенство кристалла.J moving the crystal, while the gap between the two inductors remains constant. Due to the fact that the section of the rod 2 is pulled out, passes through both coils and is made of ferromagnetic material, the magnetic resistance decreases and the amplitude of the signal induced in the coil 9 increases, which increases the sensitivity of the control. The acoustic emission measurement unit 10 extracts acoustic emission signals in a predetermined frequency and amplitude range and measures the acoustic emission parameters: its activity, signal amplitude, etc. These parameters determine the structural perfection of the crystal.

Использование устройства дл выращивани кристаллов с контролем структурного совершенства кристалла позвол ет установить св зь между услови ми выращи- .вани и качеством кристалла и на этой основе оптимизировать процесс крист алли- зации, что, в свою очередь, приводит к повышению качества выращиваемых кристаллов.The use of a device for growing crystals with control of the structural perfection of the crystal makes it possible to establish a relationship between the conditions of growth and the quality of the crystal and on this basis to optimize the process of crystallization, which in turn leads to an increase in the quality of the grown crystals.

Claims

Claim 1 e Device for controlling crystallization processes containing rotational rods and crystal displacements, a piezoelectric transducer associated with a preamplifier, an acoustic emission measurement unit that, in order to improve the accuracy of control structure of crystals in the process of growing, it additionally contains two inductors installed on the axis of rotation of the crystal, one of which is fixed 5 on the rod of rotation of the crystal and connected to the output of the preamplifier, and the other - on the chip of movement of the crystal and connected with the input of the measuring unit of acoustic emission signals, while the piezoelectric transducer and the preamplifier are placed on the chip of rotation of the crystal.

2. A device according to claim 1, characterized in that in order to increase the sensitivity of the control, the rotational shaft of the crystal is made of a ferromagnetic material.

five

0