Реферат: Расчет температурного поля и массопереноса углерода при выращивании монокристаллов алмаза в расплаве металлов
О — затравка в центре, 1 — затравка на периферии
углерода; величина значения диффузионного потока составляет не менее (1,1—1,4) • 10~3 мг • мм~2 • с"1.
Если затравка расположена на периферии (рис. 4), то она находится в менее благоприятных условиях для роста алмаза — наблюдается меньшая плотность изолиний углерода, значение плотности диффузионного потока составляет от 0,6-10~4 до 1,4-10~3 — мг<мм~2<с~1. На достаточном удалении от затравки плотность диффузионного потока также на два порядка ниже. Такая
схема массопереноса предпочтительна для выращивания крупных монокристаллов алмаза при размещении затравок на периферии подложки. Таким образом, для выращивания одного кристалла максимальной массы необходимо использование схемы с одной затравкой в центре; для выращивания нескольких монокристаллов целесообразно затравки располагать ближе к периферии.
Используя указанные выше методы расчета распределения температуры и концентрации углерода, возможно рассчитывать массоперенос углерода, его направление и плотность потока при выращивании монокристаллов алмаза на затравке методом температурного градиента. Для одной затравки, расположенной в центре подложки (рис. 2), можно обеспечить рост структурно совершенного монокристалла алмаза массой около 5 карат. Для трех затравок средняя масса выращенных кристаллов составляет 1,8 карата; для четырех затравок — от 1 до 1,4 карата.
Работа выполнена при содействии Государственного фонда фундаментальных исследований при Министерстве образования и науки Украины, проект № 10.01/037.
Список литературы
1. Чернов А.А., Гиваргизов Е.И., Багдасаров Х.С. и др. Современная кристаллография (в четырех томах). Том 3. Образование кристаллов. М.: Наука, 1980, 407 с.
2. Тимофеева В.А. Рост кристаллов из раствор-расплавов. М.: Наука, 1978, 268 с.
3. US Patent 4034066, 1973, МКИ С 01 В 31/06.
4. US Patent 4042673, 1973.
5. Lisakovskiy V.V., Ivakhnenko S.A., Serga M.A. e. a. In: Int. Conf. «Crystal Materials 2005» (ICCM 2005). May 30—June 2, 2005. Kharkov, Ukraine. Abstracts book, p. 16.
6. Ивахненко С.А. Дис. ... докт. техн. наук. Киев, 1998, 299 с.
7. Сверхтвердые материалы. Получение и применение (в 6 томах). Т. 1. Синтез алмаза и подобных материалов. Под общей ред. Н.В. Новикова. Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, ИПЦ «АЛКОН» НАНУ, 2003, 320 с.
8. Decker D.L., Bassett W.A., Merill L. e. a. J. Phys. Chem. Ref. Data, 1972, v. 1, № 3, p. 773.