由馈送生长（EFG ）方法的边缘定义的膜得到的成型蓝宝石晶体几乎总是包含一个典型的缺陷，即所谓的“空隙” ，从而影响晶体的光学质量。被困空隙的起源尚未阐明。一种假说是涉及在晶体生长室中设置气体形成。本文的目标是研究从晶体生长装置中的不同组件，如电荷（ Al2O3）的，将坩埚和整形器材料（ Mo或W）和屏幕之间进行各种化学反应产生的气体的种类和石墨（C ）其他细节作出。

为了获得气体物种的分压在生长室中的热力学计算被用复均衡码Gemini2-，最大限度地减少自由焓的形成进行。一氧化碳（CO ）成为最重要的气体种类，当生长安装组件中的一个由石墨制成。各种气体物质从不同的反应得到的是在生长过程中捕获于晶体中，并影响晶体的质量。为了消除晶体的污染，这种类型的计算应该对一个更好的选择的坩埚中，整形器和其他组镜头细节材料是有利可图的。


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蓝宝石的特性，使其成为未来高速导弹应用相对于其他现有或新兴材料的理想选择。从蓝宝石晶棒的高造价，低材料利用率导致蓝宝石圆顶成本高。显著的改善已经由不断增长的蓝宝石晶体带方向和轮廓切割。一个更可取的方法是直接从熔体产生近净形蓝宝石空白。产生无裂缝附近的坯料与从熔体中取向的内外曲率控制网状的可行性已用换热器的方法（ HEM ）得到证实。

半导体上生长的取向的硅和上（11 ¯ 02 ）-蓝宝石基板是由X-射线衍射，利用诺马斯基光学显微镜，应力和表面粗糙度的测量研究了β - FeSi2的薄膜。为放热反应，成核控制反应的结果，我们观察到硅化物的特征环形表面图案。在β - FeSi2的表面粗糙度和应力都明显少为在较低的温度和冷却速率生长的薄膜。蓝宝石衬底，由于蓝宝石的热膨胀系数与硅化物的匹配导致表面比硅更顺畅。


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蓝宝石晶体生长过程中的各个阶段上热感应加热直拉晶体生长炉中的RF线圈位置影响，并流传输时晶体 - 熔体界面的形状的形状，并且功率要求的数值研究。结果表明，虽然温度和速度下降的最大值，晶体熔融接口随着晶体长度的凸性增长。它被发现时所需的最小输入功率如果RF线圈的中心位置是在晶体生长过程中保持在低于熔体的中心的位置。在这样的晶体生长条件下，温度梯度沿结晶前小。

蓝宝石薄膜，一般为10微米厚，使用脉冲激光沉积从一个不掺杂钛蓝宝石衬底：蓝宝石单晶目标为0.1 ％（重量）氧化钛的掺杂水平。这些薄膜都显示利用离子束沟道和X-射线衍射技术具有非常高的晶体品质。钛掺入薄膜的程度使用电感耦合等离子体质谱法和粒子诱发X射线发射的影响。这些技术表明，高达0.08重量％氧化钛的水平存在于沉积层。


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关于蓝宝石和GaN外延层的微米和纳米尺度垂直排列的氧化锌纳米线阵列的图案化生长报告，为了控制氧化锌纳米线的位置和分布密度，金种子纳米点的定义，为规则排列，与沉积荫罩的协助。电子显微照片表明，该导线是具有丝轴沿六边形的c-轴的单晶。在蓝宝石和GaN薄膜在Si衬底上的ZnO纳米线的外延生长由横截面电子显微镜研究进一步验证。相比于蓝宝石的情况下，在Si衬底上的GaN膜的完美外延生长被认为是更适合于氧化锌纳米线阵列的电势的电子装置的应用程序。

射频炉设备和控制设备，适合用于生长单晶的耐火氧化物，如氧化铝，通过Czochralski技术进行说明，并用此设备生长的蓝宝石球剁例子示。氧化钍采用在整个炉。氧化钍有较低的热容量和较高的电阻率在该工作温度比任何其他难熔氧化物。这使铱坩埚基座在温度接近其熔点时使用。


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我们提供的蓝宝石晶体生长与蓝宝石晶片作为LED基板的应用程序的最新市场趋势和现代竞争的方法的概述。几乎高温生长从熔体的所有方法适用于生产的蓝宝石，但每一种方法都有其优点和缺点，这取决于应用程序和所需的最终产品的外形尺寸。特别注意的缺陷和不完善之处，允许基于蓝宝石新的有源器件的工程审查。

内部加热的压力容器被用来研究GaN组成在温度高于900 ℃，并在系统中Ga的N2相平衡的分解反应。由于这些研究​​的结果，我们通过一个VLS进程中开展的氮化镓晶体的自由和外延层的晶体生长在蓝宝石上。我们已经成功地在高品质的外延层示出了台面结构典型LPE的合成。作为生长条件的函数n和p型氮化镓得到，后者仅在多晶形式。


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在目前的工作中，一种先进的数值模型，建议进行分析的传热和在蓝宝石晶体生长流动图案由泡生法。该新方法占熔体中的结晶和对流中的辐射热交换，并提供了结晶前形状的预测。该模型允许多个增长建立设计和选择最佳配置的分析。与CGSim软件进行数值预测吻合较好在报道首次优化晶体生长过程中获得的实验数据。

最近在监控系统利益的需要被传输在很宽的光谱范围非常大的光学窗口。其他一些要求涉及的耐用性，高强度和耐用性，以抵御恶劣的环境。因此，蓝宝石已经要求用于这些应用。该换热器的方法（ HEM ）TM已被用来产生非常大的蓝宝石晶体主要用于光学应用。 20厘米和25厘米直径的晶体已经生产中生产超过20年。目前34厘米直径的圆垛已经通过了生产，目前为50厘米直径的蓝宝石生长在发展。的进展和晶柱的特征数据结果将提交。


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外延生长的习惯和缺陷氧化锌纳米线从盟催化剂(00.1)GaN /蓝宝石衬底上使用vapor-liquid-solid(VLS)使用电子显微镜和x射线衍射技术进行了研究。结果显示存在的水平(crawling-like)和垂直纳米线有类似的取向与衬底的关系(00.1)氧化锌| |甘(00.1),(11.0)氧化锌| |甘[11.0]。crawling-like增长先于垂直增长,聚结和爬行生长纳米线产生一个有严重缺陷的纳米层之间衬底和垂直。透射电子显微镜显示高密度平面缺陷的界面层。相当密度的堆积层错驻留在(0001)飞机也观察到纳米短垂直。爬行纳米线受到残余压缩应变,而垂直纳米strain-free生长。

合成了氧化锌纳米线,使用catalyst-assisted异质外延m-sapphire衬底碳热还原的还原方法。取得了复杂而统一的数组,每个纳米线形成一个角∼30°的衬底正常。在室温下光致发光研究波长之间的335和620海里揭示一个强大的单一激子峰在∼380海里(3.26 eV)伴随深层蓝移排放峰值∼486,490和510海里。紫外共振拉曼光谱已经被用于描述纳米线与多声子散射在室温下表现出声子的量子限制。


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大蓝宝石单晶的近净形穹顶的几何形状由梯度凝固法（GSM）的生长。该增长是在双壁钼坩埚，和完美的晶体，无晶界和散射中心，生产。这个过程是用来生长蓝宝石圆顶具有不同的晶体取向，包括光轴。这个过程显著缩短圆顶的制造过程中，从而导致了更便宜的，高品质的产品。

蓝宝石和尖晶石的使用热交换器的方法（HEM）晶体生长过程中的液 - 固界面的进度已经被研究和相关的处理参数。晶体生长也因此得到了优化，生产晶体材料无空隙和散射中心的95-100％。


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为蓝宝石的直拉单晶生长的籽晶的过程中，对流量和温度场与不平的熔体-气体界面数值用有限元方法进行了研究。通常最初用在真正的直拉晶体生长过程中的配置包括一个坩埚，活跃后热器，感应线圈有两个部分，保温，熔化，和天然气。首先，由射频（RF ）线圈在整个系统中和热的体积分布的金属坩埚和热器内所产生的电磁场进行了计算。使用这种热量分布作为源，流体流动和温度场，在整个系统中进行测定。

已考虑两种情况：

（ 1 ）配置无坩埚和后热之间的差距

（ 2）有间隙，对应于我们的实验室经常使用的增长态势。

它表明，有源热器，其位置相对于该坩埚的影响显着的气体在腔室中和部分也熔体中的温度和流场。


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描述了蓝宝石单晶的生长，在圆顶形状，由梯度凝固法（GSM） 。双壁钼坩埚被用于种植的近净形状的几何形状。这显著缩短圆顶到最终尺寸的制造过程，从而降低了成本。该过程被用于具有不同形状（半球形等） ，大小（最大直径6英寸）和晶体取向（包括光轴）生长圆顶。该热场和生长速率的控制是预防晶粒边界和散射中心的非常重要的，以及用于预防由表面张力的作用而产生的几何失真。

梯度凝固法（GSM ）是适用于大型的，高质量的单晶蓝宝石和氟化钙的生长。几种生长参数（例如，热梯度，热场的稳定性，生长速率和起始原料的质量）对生长的晶体的质量的相关性进行了研究。几种类型的生长缺陷进行分析，其性质阐明。的结晶，其特征在于通过其结晶性与光学特性。


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