晶体生长过程的实时监测与控制技术研究

以实验力学干涉计量技术为基础，建立非接触光学实时监测与控制系统，观察记录晶体结晶过程中实时折射率场变化，定量检测晶体生长溶液过饱和浓度、生长界面层厚度、界面层浓度梯度、晶体边缘开展速度等物理参数的变化；特殊设计的控制单元，能够在晶体生长过程中，控制生长液池内的气相压力或缓冲液浓度，以控制气体扩散速度，最终实现对生长液池内溶液过饱和浓度的实时控制；首次将时间序列分析技术引入晶体结晶过程的实时监测，不仅可以得到浓度场沿时间轴的绝对变化，也可以得到某个时刻全场的绝对浓度；本项目还将研究晶体表面形态和生长动力学的研究，实验中得到的过饱和浓度数据为相场模拟设定初始相场值和边界条件，可以使相场模拟结果更接近真实的晶体结晶过程；另一方面，相场模拟的结果也可以控制结晶实验，将两方面的结果互相印证，用以指导实际晶体生长过程，优化结晶参数，提高结晶质量。

以实验力学干涉计量技术为基础，建立了非接触光学实时监测与控制系统，观察记录晶体结晶过程中实时折射率场变化，定量检测晶体生长溶液过饱和浓度、生长界面层厚度、界面层浓度梯度、晶体边缘扩展速度等物理参数的变化；特殊设计的控制单元，能够在晶体生长过程中，通过控制缓冲区湿度来控制气体扩散速度，最终实现对生长液池内溶液过饱和浓度的实时控制；首次将时间序列分析技术引入晶体结晶过程的实时监测，不仅可以得到浓度场沿时间轴的绝对变化，也可以得到某个时刻全场的绝对浓度；开展了晶体表面形态和生长动力学的研究，实验获得了系列晶体生长动力学参数。