Выращивание монокристаллов вытягиванием из расплава, например по методу Чохральского: .вытягивание вниз – C30B 15/08

Изобретение может быть использовано в медицинских томографах, при неразрушающем контроле в промышленности, для обеспечения безопасности при осмотре личного имущества, в физике высоких энергий. Сцинтиллятор для детектирования нейтронов содержит кристалл фторида металла из ряда, включающего LiCaAlF₆ , LiSrAlF₆, LiYF₄, служащий в качестве матрицы, в котором содержание атомов ⁶Li в единице объема (атом/нм³) от 1,1 до 20. Кристалл имеет эффективный атомный номер от 10 до 40 и содержит, по меньшей мере, один вид лантаноида, выбранного из группы, состоящей из церия, празеодима и европия. Нейтронный детектор содержит указанный сцинтиллятор и фотодетектор. Для получения кристалла фторида металла расплавляют смесь, составленную из фторида лития, фторида указанного металла, имеющего валентность 2 или выше, и фторида лантаноида, и выращивают монокристалл из расплава. Сцинтиллятор по изобретению имеет высокую чувствительность к нейтронному излучению и пониженный фоновый шум, связанный с -лучами. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕТОДОМ ОТФ Cd1-XZnXTe, ГДЕ 0 x 1, ДИАМЕТРОМ ДО 150 мм

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов Cd_1-xZn_xTe (CZT), где 0 x 1 из расплава. Кристаллы Cd_1-xZn_x Te выращивают под высоким давлением инертного газа, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав нагревателя - ОТФ-нагревателя, путем вытягивания тигля с расплавом в холодную зону со скоростью v, при разных начальных составах шихты в зоне кристаллизации W₁ с толщиной слоя расплава h, и в зоне подпитки W₂, при этом в зоне W₁ (14) размещают исходные компоненты Cd, Zn, Те или предварительно синтезированные соединения CdTe и ZnTe в таком соотношении, чтобы перед началом ОТФ-кристаллизации состав расплава соответствовал требуемому составу на кривой ликвидуса, а в зоне W₂ (15) - исходные компоненты Cd, Zn, Те или предварительно синтезированные соединения CdTe и ZnTe в таком соотношении, чтобы состав расплава соответствовал требуемому составу на кривой солидуса, управление переносом массы в зоне кристаллизации W₁ осуществляют за счет выбора оптимального соотношения между осевым градиентом температуры в расплаве gradT_ax, высотой слоя расплава h и радиальным распределением температуры вдоль ОТФ-нагревателя, определяемых по двумерной численной модели в зависимости от диаметра кристалла и требуемого качества, используя для управления распределением температур в рабочем объеме многосекционный ОТФ-нагреватель (5) или погруженную перегородку (20) и многосекционный фоновый нагреватель (4), при этом управление ведут по показаниям термодатчиков (8, 9, 10, 11), для управления формой фронта кристаллизации используют также дополнительный кольцевой нагреватель (12), установленный вблизи стенки тигля напротив ОТФ-нагревателя с термодатчиком (13), а кристаллизацию ведут в зависимости от требуемого качества кристалла и диаметра тигля при следующих параметрах: h=0,5-40 мм, осевой градиент температуры вблизи фронта кристаллизации gradT_ax=3-120°C/cM, скорость вытягивания тигля с растущим кристаллом v=0,1-10 мм/час, перепад температур вдоль ОТФ-нагревателя T₂-T₁=0-6°C, перепад температур между боковой поверхностью тигля и периферией ОТФ-нагревателя Т₆-T₂=0,5-20°C. Выращенные кристаллы CZT большого диаметра (до 150 мм) характеризуются высокой степенью макро- и микрооднородности, на 90-92% длины кристалла отклонения от заданного состава в объеме составляли 0,5 at%. Средняя плотность ямок травления составила 5×10 см^-2 до отжига кристалла. 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии высокотемпературной кристаллизации из расплава и может быть использовано для получения крупных монокристаллов. Установка для получения монокристаллов методом вытягивания вниз включает средство подачи порошкообразного сырья 2, шахтную многозонную вакуумную печь 4 с контролируемой атмосферой и средство поддержания соответствующего температурного градиентного поля 5 в ней, установленный в печи 4 тигель 7 для приема расплавленного сырья, затравочный кристалл 9, установленный на штанге 10 с возможностью вращения и возвратно-поступательного вертикального перемещения, средство откачки летучих примесей, а также зону отжига и охлаждения 12 монокристалла 1 в печи 4, расположенную ниже тигля 7. Согласно изобретению установка дополнительно содержит контейнер 13, контактирующий с зоной отжига и охлаждения 12 монокристалла 1 в печи 4 с возможностью сообщения с ней посредством разъемного двойного вакуумного шлюза 14, который размещен на его верхнем торце, а нижний торец контейнера 13 выполнен в виде съемной крышки 15, при этом контейнер 13 оснащен средствами поддержания в нем соответствующего температурного градиентного поля 16 и состава контролируемой атмосферы печи, а разъемный двойной вакуумный шлюз 14 выполнен как с возможностью вращения и возвратно-поступательного вертикального перемещения в нем штанги 10, так и с возможностью замены контейнера 13 с выращенным монокристаллом 1 на другой взаимозаменяемый контейнер с затравочным кристаллом на штанге. Кроме того, взаимозаменяемые контейнеры смонтированы в моноблок карусельного типа с центральной вертикальной осью вращения, при этом моноблок установлен с возможностью поочередного сообщения контейнеров с зоной отжига и охлаждения 12 монокристалла 1 в печи 4. Технический результат: практическое удвоение производительности оборудования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии высокотемпературной кристаллизации из расплава и может быть использовано для получения крупных монокристаллов оксидов металлов. Способ получения монокристаллов методом вытягивания вниз включает создание и поддержание в шахтной вакуумной многозонной печи соответствующего температурного градиентного поля, ввод порошкообразного сырья в печь из внешнего питателя на электропроводящее средство получения расплава сырья, поддержание температуры средства получения расплава и тигля не ниже точки плавления сырья, а также затравливание, формирование, отжиг и охлаждение монокристалла. Сырье перед вводом в печь предварительно электризуют, а на средство получения расплава подают потенциал, противоположный знаку заряда сырья, при этом ввод сырья в печь осуществляют от внешнего питателя центробежного типа. Кроме того, допустима подача на средство получения расплава сырья наноразмерных фракций, а также допустимо осуществление разогрева сырья и средства получения расплава светолучевым обогревателем некогерентного излучения; выполнение средства получения расплава в виде цилиндра с коническим торцем в сторону тигля и осуществление его вращения или возвратно-поступательного вертикального движения с возможностью вращения; осуществление сканирования средства получения расплава сфокусированным лучом светолучевого обогревателя. Технический результат изобретения заключается в увеличении производительности процесса, уменьшении себестоимости производства исходного сырья до 28%; сокращении суммарных удельных массовых энергозатрат. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.