强迫对流控制三组元化合物大直径单晶体生长组份偏析的研究

组分偏析对CdZnTe、CdHgTe等功能晶体材料的性能有重要影响。前期研究工作成果显示强迫对流可望有效地改善单晶体生长的组分偏析。本研究拟对CdZnTe、CdHgTe等大偏析系数的三组元半导体化合物垂直布里奇曼法单晶体生长过程施加坩埚加速旋转技术，计算模拟坩埚加速旋转引起的强迫对流对熔体中对流、传热和传质，以及最终的晶体组分偏析的影响，优选出制备无偏析大直径单晶体的对流与生长系统的控制参数。以晶体生长实验和晶锭分析测试验证计算模拟结果，修正计算模型与解法。综合计算与实验结果，提出新的工艺参数，制备组分均匀的大直径CdZnTe(50mm)、CdHgTe(30mm)等功能晶体材料的单晶体。无偏析大直径功能晶体的制备为高清晰热成像仪等国防高技术装备之急需，也是卫星、遥感、核辐射探测等高技术装备所急需。本研究还将为凝固与晶体生长理论，特别是对缺陷形成与控制理论的发展作出贡献。