硅单晶微重力生长的永磁MCZ模拟及控氧机理研究

本课题首次提出当熔体生长硅单晶时，引入磁场强度达到Bo值（对应低轨道卫星g→go×10（-4）），熔体中扩散成为杂质输运的唯一机制，晶体处于等效微重力生长状态。为此，课题组设计制造了国内外第一台永磁直拉硅单晶炉，并按φ3 ″硅单晶制备的具体要求，进行了永磁直拉硅单晶炉的拉晶实验。对应φ 3″硅晶体生长。Bo=1450-1500高斯，在扩散是杂质输运的唯一机制下，晶体纵向电阻率大大改善。在地面观察了马兰哥尼对流的存在，在改变B值时硅单晶中氧含量基本达了ppm级可控。已发表五篇论文，对发展我国无机材料等效微重力生长和太空材料生长科学技术具有重要意义。本成果在大直径硅单晶炉磁场设备应用方面，具有重大应用前景，可望在一年后取得显著经济效益。