[实用新型]浮区熔化单晶体材料制备装置

说明书

本实用新型属于单晶体（定向凝固）材料制备方法之改进技术。

目前无坩锅区浮熔化单晶（或定向）材料的制备主要用来生长高熔点氧化物单晶，尤其是纤维状（微米至毫米直径）单晶或定向材料的有效方法，尽管所用热源不同，有氙灯聚焦热源、氩弧热源或者是激光热源等，但熔池均很小（微米至毫米），为长出优质单晶或取向单晶，要求送拉的机械系统高度稳定，热源高度稳定和环形对称，以确保固一液界面上液体处于绝对稳态，否则长出的晶体其单晶性取向性受到破坏，外表光洁度和粗细均匀性差，这就要求设备在长时间（几小时至几十小时）充分稳定，采用机械拉伸，热源对称由双光束变为四光束或为环形光束，同时增加样品自旋转装置，只能改善热对流，但无法克服重力对流和浮区法固有的熔体形状不对称产生的表面张力，致使拉出的单晶质量不均匀。

为解决以上机械单晶拉伸的不足，本实用新型提供一种电磁场浮区熔化单晶体材料的制备装置，采用熔区周围加有可变磁场装置，有效的解决了高质量单晶体（或定向凝固）的问题。

本实用新型的结构设计是这样实现的：其结构是在原材料与单晶中间的熔区两侧加有热源，与热源光束垂直同时与材料垂直且在熔区两侧加有磁极，使熔区内形成均匀磁场，磁极为环形磁铁，在环形磁铁的中间绕有线圈，磁场为恒定磁场，也可为交变磁场，磁极放在基座上，实际上单晶在激光加热基座生长法是在均匀的电磁场中进行。

本实用新型之优点是：把恒稳或交变电磁场施加到浮区熔池上，巧妙地利用了浮区熔池因三种对流，尤其是表面张力对流造成熔体流动，因熔体置于外加磁场中，其流动便自然出现感生电流和磁场，与外磁场交互作用，便形成制止熔体流动的电磁制动力，它起了稳定熔池内液体的作用，从而保证了晶体的稳定生长。

本实用新型的详细结构由以下实施例及附图给出。

图1为浮区熔化单晶体材料制备装置结构原理图；

图2为浮区熔化单晶体材料制备装置磁极与单晶体结构位置图。

其结构由图1知，（1）为热源，一般采用激光光束；（2）为铁芯线圈；（3）为铁芯磁极；（4）为料棒；（5）为单晶；（6）为熔区；（7）为磁极底座，如图2知，磁极（3）的磁场方向与熔区和激光光束垂直，磁场为恒定磁场，也可为交变磁场，在此装置内利用机构提拉可生长出高质量的单晶材料。