苏文佳
,
左然
,
狄晨莹
,
程晓农
人工晶体学报
为了确定Cz单晶硅生长各种驱动力对熔体对流及固/液界面形状的影响,利用CGSim软件,对典型的Cz单晶硅生长中的熔体对流进行数值模拟.研究了重力、表面张力、平流力、晶转、埚转和氩气剪切力等各种驱动力的大小对熔体对流涡胞、涡胞强度、界面形状、温度分布的影响.结果表明:各种驱动力对熔体对流的影响大小依次为:浮力＞表面张力＞晶转力＞氩气剪切力＞埚转力＞平流力;浮力和表面张力使熔体产生一沿坩埚壁上升、从固/液界面附近下降的涡胞,晶转力和氩气剪切力使熔体产生与前面反方向的涡胞,而埚转力产生多个不同流向的对流涡胞,使熔体混合更加均匀,熔体凝固引起的平流力对熔体对流影响不大;增大埚转,熔体中涡胞数量更多、对流换热更充分、温度梯度更小、熔体内的最高温度更低,有利于减少石英坩埚氧的熔解,但界面更向下凹;增大晶转,熔体内的最高温度无明显变化;固定埚转Ωc=-10 r/min,晶转存在一临界值Ωs(C)=60～ 80 r/min,当Ωs＜Ωs(C)时,增大晶转,固/液界面更向上凹,当Ωs＞Ωs(C)时,增大晶转,固/液界面更向下凹.
关键词:
晶体生长
,
Cz硅
,
数值模拟
,
熔体对流
,
固/液界面
苏文佳
,
左然
,
程晓农
,
狄晨莹
人工晶体学报
在DSS法多晶硅生长中,为了降低氧碳含量,作者利用CGSim软件,分析了三种传统氩气导流系统的优缺点,以此为基础设计了一种中心和侧面双排气的新型导流系统,并对其进行了设计和数值模拟优化.模拟得出以下结论:多晶铸锭炉三种传统氩气导流系统中,石墨坩埚上部开大孔且有盖板时,有利于控制氧碳含量和固/液界面;新型多晶铸锭炉氩气导流系统中,中心氩气进口管伸入上盖板时,有利于降低多晶硅的氧碳含量;随着石墨坩埚上部开口高度h逐渐增大,中心出口氩气流速逐渐减小,侧面出口氩气流速增大,当h=20 mm时,有利于降低多晶硅的氧碳含量.研究结果为生长高质量的多晶硅提供了理论依据.
关键词:
多晶硅
,
数值模拟
,
氩气导流
,
固/液界面
陈松松
,
左然
,
狄晨莹
,
苏文佳
人工晶体学报
针对热交换法蓝宝石晶体各生长阶段的温场、流场和热应力进行数值模拟研究,并讨论了上部保温层结构、热交换器内管高度对晶体生长的影响.结果表明:长晶初期,固液界面呈椭球形;等径阶段,固液界面平坦,晶体与坩埚壁不接触;长晶后期,中心轴向晶体生长速率增加,晶体中心首先冒出熔体液面.随晶体高度增加,熔体对流由初期的两个涡胞变为等径阶段的一个涡胞,最大对流速度量级为10-3 m/s.晶体中最大热应力分布在晶体底部,热应力分布呈W型.增加炉体上部保温层,长晶后期固液界面变得平坦;降低热交换器内管高度,有利于降低晶体底部热应力.
关键词:
蓝宝石
,
晶体生长
,
热交换法
,
数值模拟
,
热应力
狄晨莹
,
左然
,
苏文佳
材料导报
针对磁场在晶体生长中的应用,综述了近年来该领域数值模拟和实验研究的进展,包括静态磁场和动态磁场的产生原理及其在晶体生长中的效应.分析了晶体生长过程中存在的主要流动.综述了晶体生长过程中磁场力对导电熔体对流、固液界面形貌和杂质分布的影响,重点分析了磁场在直拉法单晶硅和定向凝固法多晶硅生长过程中的应用,总结了该领域当前存在的问题及其发展趋势.
关键词:
静态磁场
,
动态磁场
,
晶体生长
,
熔体对流
,
单晶硅
,
多晶硅
傅瑜
,
何俊宝
,
宋海珍
,
任波
,
张萍
,
吴燕燕
人工晶体学报
在真空密封的石英管中运用高温助溶剂方法制备出各向异性狄拉克材料SrMnBi2的高品质单晶样品.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能量色散X射线光谱仪系统(SEM-EDX)、磁性测量系统(MPMS)和综合物性测量系统(PPMS)等多种测试技术手段综合研究了高品质SrMnBi2单晶样品的晶体结构、化学组成、电学和磁性等性质.结果表明:狄拉克材料SrMnBi2在晶体结构上是一个典型的层状结构化合物,物理性质上是一个反铁磁(TN=290K)金属,具有狄拉克材料的典型特征.
关键词:
单晶制备
,
晶体结构
,
物理性质
,
狄拉克材料
霍金仙
,
郭永
,
王志
功能材料
采用悬浮聚合法,将功能体三油酸甘油酯包埋到醋酸纤维/氰已基纤维素中,制备了一种新型复合吸附剂,并研究了对狄氏剂吸附容量及吸附过程的影响.实验结果表明,复合吸附剂对狄氏剂的吸附容量为16600μg/g,其中三油酸甘油酯的吸附量为54200μg/g.吸附剂添加量、初始狄氏剂浓度、温度和搅拌速度影响吸附动力学过程.Elovich模型很好的拟合了实验数据,拟合结果表明,吸附过程为非均相吸附.但温度和搅拌速度不影响平衡吸附量.共存离子Na+、Ca2+、Mg2+对吸附过程影响不大,但Fe3+、Cu2+、Ag+促进了狄氏剂的吸附,主要是由于醋酸纤维对这些过渡元素的络合作用所致.
关键词:
吸附剂
,
狄氏剂
,
持久性有机污染物
,
吸附
何俊宝
,
傅瑜
,
王爱华
,
周大伟
,
邢建莹
,
常清
人工晶体学报
采用高温助溶剂方法制备出各向异性狄拉克材料CaMnBi2的高质量大尺寸单晶样品.综合运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能量色散X射线光谱仪系统(SEM-EDX)、综合物性测量系统(PPMS)等测试手段对CaMnBi2高质量单晶样品的晶体结构、化学成分、电学、磁学和热学性质进行了系统的研究.结果表明:CaMnBi2的晶体结构是由MnBi(1)四面体层、Ca原子层以及Bi(2)四方格子层构成,它们按照MnBi(1)-Ca-Bi (2)-Ca-MnBi(1)的顺序沿c轴方向堆垛形成“三明治”型层状结构;这些不同的结构层对物理性质有不同的作用,其中Bi(2)四方格子层对电输运性质和狄拉克电子起主要作用,而MnBi(1)层中Mn2+对磁学性质的起着决定作用.这两个功能层的共同作用下该材料具有层状准二维电子系统的典型特征,并且表现出金属反铁磁(TN=270 K)行为.
关键词:
狄拉克材料
,
单晶制备
,
晶体结构
,
物理性质
刘淼
,
张小刚
,
林旭林
,
蒋寻涯
功能材料与器件学报
光子晶体Dirac点周围的性质是国际的一个研究热点,我们基于厄米算符本征方程形式的麦克斯韦方程和微扰论,引入破坏空间反演对称性和时间反演对称性的扰动,严格推导出Dirac点被打开后其周围的等效哈密顿量,并指出前人工作的一些基本错误.该哈密顿量具有广泛的用途,例如,可以用来描述光在光子晶体块材(bulk)中的传播性质和求解有限光子晶体的边界态等等.
关键词:
