關於藍寶石和GaN外延層的微米和納米尺度垂直排列的氧化鋅納米線陣列的圖案化生長報告，為了控制氧化鋅納米線的位置和分佈密度，金種子納米點的定義，為規則排列，與沉積蔭罩的協助。電子顯微照片表明，該導線是具有絲軸沿六邊形的c-軸的單晶。在藍寶石和GaN薄膜在Si襯底上的ZnO納米線的外延生長由橫截面電子顯微鏡研究進一步驗證。相比於藍寶石的情況下，在Si襯底上的GaN膜的完美外延生長被認為是更適合於氧化鋅納米線陣列的電勢的電子裝置的應用程式。

射頻爐設備和控制設備，適合用於生長單晶的耐火氧化物，如氧化鋁，通過Czochralski技術進行說明，並用此設備生長的藍寶石球剁例子示。氧化釷採用在整個爐。氧化釷有較低的熱容量和較高的電阻率在該工作溫度比任何其他難熔氧化物。這使銥坩堝基座在溫度接近其熔點時使用。


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藍寶石晶體生長過程中的各個階段上熱感應加熱直拉晶體生長爐中的RF線圈位置影響，並流傳輸時晶體 - 熔體介面的形狀的形狀，並且功率要求的數值研究。結果表明，雖然溫度和速度下降的最大值，晶體熔融介面隨著晶體長度的凸性增長。它被發現時所需的最小輸入功率如果RF線圈的中心位置是在晶體生長過程中保持在低於熔體的中心的位置。在這樣的晶體生長條件下，溫度梯度沿結晶前小。

藍寶石薄膜，一般為10微米厚，使用脈衝鐳射沉積從一個不摻雜鈦藍寶石襯底：藍寶石單晶目標為0.1 ％（重量）氧化鈦的摻雜水準。這些薄膜都顯示利用離子束溝道和X-射線衍射技術具有非常高的晶體品質。鈦摻入薄膜的程度使用電感耦合等離子體質譜法和粒子誘發X射線發射的影響。這些技術表明，高達0.08重量％氧化鈦的水準存在於沉積層。


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在目前的工作中，一種先進的數值模型，建議進行分析的傳熱和在藍寶石晶體生長流動圖案由泡生法。該新方法占熔體中的結晶和對流中的輻射熱交換，並提供了結晶前形狀的預測。該模型允許多個增長建立設計和選擇最佳配置的分析。與CGSim軟體進行數值預測吻合較好在報導首次優化晶體生長過程中獲得的實驗資料。

最近在監控系統利益的需要被傳輸在很寬的光譜範圍非常大的光學視窗。其他一些要求涉及的耐用性，高強度和耐用性，以抵禦惡劣的環境。因此，藍寶石已經要求用於這些應用。該換熱器的方法（ HEM ）TM已被用來產生非常大的藍寶石晶體主要用於光學應用。 20釐米和25釐米直徑的晶體已經生產中生產超過20年。目前34釐米直徑的圓垛已經通過了生產，目前為50釐米直徑的藍寶石生長在發展。的進展和晶柱的特徵資料結果將提交。


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我們提供的藍寶石晶體生長與藍寶石晶片作為LED基板的應用程式的最新市場趨勢和現代競爭的方法的概述。幾乎高溫生長從熔體的所有方法適用於生產的藍寶石，但每一種方法都有其優點和缺點，這取決於應用程式和所需的最終產品的外形尺寸。特別注意的缺陷和不完善之處，允許基於藍寶石新的有源器件的工程審查。

內部加熱的壓力容器被用來研究GaN組成在溫度高於900 ℃，並在系統中Ga的N2相平衡的分解反應。由於這些研究的結果，我們通過一個VLS進程中開展的氮化鎵晶體的自由和外延層的晶體生長在藍寶石上。我們已經成功地在高品質的外延層示出了臺面結構典型LPE的合成。作為生長條件的函數n和p型氮化鎵得到，後者僅在多晶形式。


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大藍寶石單晶的近淨形穹頂的幾何形狀由梯度凝固法（GSM）的生長。該增長是在雙壁鉬坩堝，和完美的晶體，無晶界和散射中心，生產。這個過程是用來生長藍寶石圓頂具有不同的晶體取向，包括光軸。這個過程顯著縮短圓頂的製造過程中，從而導致了更便宜的，高品質的產品。

藍寶石和尖晶石的使用熱交換器的方法（HEM）晶體生長過程中的液 - 固介面的進度已經被研究和相關的處理參數。晶體生長也因此得到了優化，生產晶體材料無空隙和散射中心的95-100％。


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外延生長的習慣和缺陷氧化鋅納米線從盟催化劑(00.1)GaN /藍寶石襯底上使用vapor-liquid-solid(VLS)使用電子顯微鏡和x射線衍射技術進行了研究。結果顯示存在的水準(crawling-like)和垂直納米線有類似的取向與襯底的關係(00.1)氧化鋅| |甘(00.1),(11.0)氧化鋅| |甘[11.0]。crawling-like增長先於垂直增長,聚結和爬行生長納米線產生一個有嚴重缺陷的納米層之間襯底和垂直。透射電子顯微鏡顯示高密度平面缺陷的介面層。相當密度的堆積層錯駐留在(0001)飛機也觀察到納米短垂直。爬行納米線受到殘餘壓縮應變,而垂直納米strain-free生長。

合成了氧化鋅納米線,使用catalyst-assisted異質外延m-sapphire襯底碳熱還原的還原方法。取得了複雜而統一的陣列,每個納米線形成一個角∼30°的襯底正常。在室溫下光致發光研究波長之間的335和620海裏揭示一個強大的單一激子峰在∼380海裏(3.26 eV)伴隨深層藍移排放峰值∼486,490和510海裏。紫外共振拉曼光譜已經被用於描述納米線與多聲子散射在室溫下表現出聲子的量子限制。


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描述了藍寶石單晶的生長，在圓頂形狀，由梯度凝固法（GSM） 。雙壁鉬坩堝被用於種植的近淨形狀的幾何形狀。這顯著縮短圓頂到最終尺寸的製造過程，從而降低了成本。該過程被用於具有不同形狀（半球形等） ，大小（最大直徑6英寸）和晶體取向（包括光軸）生長圓頂。該熱場和生長速率的控制是預防晶粒邊界和散射中心的非常重要的，以及用於預防由表面張力的作用而產生的幾何失真。

梯度凝固法（GSM ）是適用於大型的，高品質的單晶藍寶石和氟化鈣的生長。幾種生長參數（例如，熱梯度，熱場的穩定性，生長速率和起始原料的品質）對生長的晶體的品質的相關性進行了研究。幾種類型的生長缺陷進行分析，其性質闡明。的結晶，其特徵在於通過其結晶性與光學特性。


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為藍寶石的直拉單晶生長的籽晶的過程中，對流量和溫度場與不平的熔體-氣體介面數值用有限元方法進行了研究。通常最初用在真正的直拉晶體生長過程中的配置包括一個坩堝，活躍後熱器，感應線圈有兩個部分，保溫，熔化，和天然氣。首先，由射頻（RF ）線圈在整個系統中和熱的體積分佈的金屬坩堝和熱器內所產生的電磁場進行了計算。使用這種熱量分佈作為源，流體流動和溫度場，在整個系統中進行測定。

已考慮兩種情況：

（ 1 ）配置無坩堝和後熱之間的差距

（ 2）有間隙，對應於我們的實驗室經常使用的增長態勢。

它表明，有源熱器，其位置相對於該坩堝的影響顯著的氣體在腔室中和部分也熔體中的溫度和流場。


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提出了一種有限元模型描述了通過梯度凝固法的熔融生長的圓柱形的藍寶石單晶。這種模式的優點在於它能夠準確地捕捉通過該系統與傳熱有關，而在它的計算需求依然疲弱複雜的物理現象。通過透明的晶相內部的輻射熱輸運占我們的配方，因為是流場在生長過程中不斷變化的熔體細節。這兩個浮力和表面張力梯度（馬蘭戈尼）驅動的對流效應考慮。結果表明，該熱場中的熔融/結晶介面形狀的電荷和操作參數，如晶體生長速率和爐內溫度梯度很強的依賴性。

具體來說，有了這個系統，再加上通過晶相增強輻射冷卻相關的大的潛熱值，導致一個戲劇性的減少介面曲率和位置相對較高的增長率和淺爐梯度。此外，對熱場的流體流動的影響的證明是不重要在本系統中，考慮到生長在大直徑相對的坩堝時也是如此。這裏報告的趨勢與實驗觀察總協定。


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色帶異質外延矽襯底的生產方法被描述為藍寶石晶體的帶狀幾何形狀的邊緣限定薄膜供給生長（ EFG）技術的發展。色帶狀晶體生長以用作異質外延矽襯底。的裝置中，生長過程中，和所生長的帶狀的特徵進行了描述。三帶75毫米的寬度，同時增加。增長率為152和204毫米/小時之間。絲帶的高百分比是免費的非取向晶粒的。在主缺陷的特點是“片”微空隙通常5-25微米的直徑，和“分散式”微孔的直徑通常為0.5-2微米。無顯著差異在製作中的異質外延矽沉積在EFG和直拉生長的襯底設備觀察。

氮化鎵上使用開放管生長爐藍寶石襯底上的外延生長已進行了研究後的層的屬性襯底取向和輸送氣體的影響。已經發現，對於（0001 ）襯底，表面外觀幾乎是獨立的摻雜水準的載氣和的。對於（ 1 ¯ 102 ），而不是氫時，他是作為輸送氣體基材表面網格大大降低。當在GaN中摻雜有Zn和為（1 ¯ 102）襯底中Zn摻雜運行使用He作為傳輸氣體所獲得的最好的表面刻面也減少了。在電性能為（1 ¯ 102）襯底方面是最好的樣品具有流動性大於400平方釐米Ⅴ-1秒-1和大約2× 1017釐米-3載流子濃度。該樣本是未摻雜和使用他作為傳輸氣體。最好的（0001）的樣品也生長未摻雜與He作為輸送氣體，並且具有300cm2V -1秒-1下的流動性和在1× 18 cm -3以上載流子濃度。


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