Устройство для контроля процесса кристаллизации Советский патент 1991 года по МПК C30B15/20 

Изобретение касается выращивания монокристаллов и может быть использовано для выращивания монокристаллов из расплава методами Вернейля, Чохральского, Киро- пулоса, Бриджмена-Стокбаргера, бестигель- яой зонной плавки, а также из раствора и пара.

Цел ью изобретения является повышение точности контроля структуры кристаллов в процессе выращивания.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Схема содержит шток I перемещения кристалла, шток 2 вращения кристалла, камеру 3 кристаллизации, кристалл 4, затравку 5, пьезоэлектрический преобразователь 6. пред- усилитель 7, катушки 8 и 9 индуктивности и блок 10 измерения сигналов акустической эмиссии.

Устройство работает следующим образом.

Посредством штока 1 перемещения крис- .талла перемещается соединенный с ним шток 2 вращения кристалла, укрепленная на его конце затравка 5 или затравочный конец тигля (ампулы) вводится в камеру 3 кристаллизации, включается вращение щто- ка 2 вращения кристалла, реверсируется движение штока I перемещения кристалла, при этом начинает расти кристалл 4. Если в процессе выращивания в кристалле возникают структурные дефекты, например скопления дислокаций или трещины, они вызывают в нем акустическую умииссию - механические колебания, которые передаются через затравку 5 пьезоэлектрическому преобразователю 6. Сигналы акустической эмиссии, имеющие вид радиоимпульса, с выхода преобразователя б поступают в предусили- тель 7, а оттуда - на катушку 8 индуктивности. Преобразователь 6, предусилитель 7 и катушка 8 вращаются и перемещаются вместе со штоком 2 вращения кристалла. Сигнал акустической эмиссии, проходящий через катушку 8 индуктивности, возбуждает ЭДС в катушке 9 индуктивности, откуда сигнал поступает в блок 10 измерения сигналов акустической эмиссии. Катушка 9 не вращается, она перемещается вместе со пиоком

0

J перемещения кристалла, при этом зазор между обеими катушками индуктивности остается постоянным. Благодаря тому, что участок штока 2 вытягивается, проходит сквозь обе катушки и выполнен из ферромагнитного материала, уменьшается магнитное сопротивление и увеличивается амплитуда сигнала, наведенного в катушке 9, что повышает чувствительность контроля. Блок 10 измерения сигналов акустической эмиссии выделяет сигналы акустической эмиссии в заданном диапазоне частот и амплитуд и измеряет параметры акустической эмиссии: ее активность, амплитуду сигналов и т.д. По этим параметрам определяется структурное совершенство кристалла.

Использование устройства для выращивания кристаллов с контролем структурного совершенства кристалла позволяет установить связь между условиями выращи- .вания и качеством кристалла и на этой основе оптимизировать процесс крист алли- зации, что, в свою очередь, приводит к повышению качества выращиваемых кристаллов.

Формула изобретения 1 е Устройство ДЛЯ КОНТРОЛЯ процессз кристаллизации,содержащее штоки враще-j- ния и перемещения кристалла,пьезоэлектрический преобразователь,связанный с предусилителем,блок измерения сигналов акустической эмиссии, отличаю™ щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля структуры кристаллов в процессе выращивания, оно дополнительно содержит две катушки индуктивности, установленные на оси вращения кристалла, одна из которых укреплена 5 на штоке вращения кристалла и подключена к выходу предусилителя, а другая -- на щтоке перемещения кристалла и связана с входом блока измерения сигналов акустической эмиссии, при этом пьезоэлектри- ческий преобразователь и предусилитель размещены на щтоке вращения кристалла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с целью повышения чувствительности контроля, шток вращения кристалла выполнен из ферромагнитного материала.

5

0

0

Изобретение относится к устройству для контроля процесса кристаллизации, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность контроля структуры кристаллов в процессе их выращивания. Устройство содержит камеру 3 кристаллизации с установленным в ней кристаллом 4, затравка 5 которого проходит через шток 2 его вращения, охваченный щтоком 1 перемещения кристалла. На нижней части щтока 2 установлен пьезоэлектрический преобразователь 6, связанный с предусилителем 7, подключенным к катущке 8 индуктивности. Другая катушка 9 соединена с блоком 10 измерения сигналов акустической эмиссии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а с со ел 00 4 00 о