晶体生长炉 布里奇曼炉适用于生长高品质晶体

布里奇曼法晶体生长炉

BV-HTRV 40-500/18：布里奇曼晶体生长炉，加热长度 500 毫米，最高温度 1800°C。牵引装置安装在炉子上方。

BV-HTRV 70-250/18：布里奇曼晶体生长炉，加热长度为 250 毫米，最高温度可达 1800°C。系统配有预抽真空泵。

垂直布里奇曼炉（即 BV-HTRV 40-500/18）的底部安装有单区高温管式炉，顶部安装有牵引装置。该底架可与我们几乎所有的管式炉配合使用，因此可提供多种不同长度、直径和温度的管式炉。我们还提供多区布里奇曼炉，以便更好地影响温度曲线。

反向设计也同样可行。在这种情况下，垂直布里奇曼炉（即 BV-HTRV 70-250/18）的顶部安装有单区管式炉，下方安装有牵引装置。管炉配有真空密封法兰和用于牵引的水冷轴。所有动作均由电位计控制。编程控制器可指定拉拔速度，实现快速移动。
 

斯托克巴格法晶体生长炉

用于斯托克巴格法的晶体生长系统。石墨制成的五区控温炉，其冷却速度可精确控制，用于晶体生长。
 

背景信息 布里奇曼-斯托克巴格法

布里奇曼-斯托克巴格法是晶体生长炉中最常见、最广泛使用的方法。该工艺是将装在坩埚或安瓿中的多晶熔体缓慢地从炉内的热区移至冷区，并使其跨越稳定的温度梯度。装有熔体的坩埚在移动过程中旋转，以产生均匀的温度曲线。这种技术的原理基于定向凝固。

单晶种子与熔体接触，以确保单晶沿着一定的晶体学方向生长。因此，这也为生长提供了一个界面。随着热区温度的降低，多晶熔体凝固。种子启动这一过程，直到整个熔体转化为成分均匀的固体单晶铸锭。晶体在缓慢和定向冷却的环境下生长，从而最大限度地减少了结构缺陷的可能性。

在这种方法中，还可以使用多区炉进行梯度可控冷却。这不需要移动坩埚或炉体。而是通过改变热量供应来控制温度梯度，从而保持熔体-晶体界面。

拉速和转速等关键参数的标准值分别为 0.03-50 毫米/小时和 1-5 转/分钟。显示屏用于显示坩埚/安瓿在炉长中的绝对位置与其起始点的比较。布里奇曼炉中的热梯度是可以控制的，因为它在生产高结晶度和均匀单晶中起着至关重要的作用。

该方法可在垂直或水平配置的布里奇曼炉中实施，具体取决于所进行的工艺和生长的晶体类型。熔融生长结晶技术可在真空、中性（氮气、氦气、氩气等）或氧化环境（空气、氧气）中进行。

Advantages

• 制备高品质的大型单晶体
• 生长铁电体、压电、光学和半导体等不同晶体
• 晶体形状和取向可通过改变生长速率、旋转速度、温度梯度和坩埚形状等参数来改变

Disadvantages

• 这种方法不能用于生长水合盐、无水盐和大多数有机晶体
• 控制和确保炉内温度均匀性，这很有挑战性
• 既要确保系统的机械稳定性，又要保证牵引机构的平稳运行，这是一项艰巨的任务。
• 这种方法周期比较长，因为生长一块单晶体可能需要几天或几周的时间
• 晶体生长需要专业设备和训练有素的人员

应用实例：用于生长光伏电池晶体的布里奇曼炉

在晶体生长的广泛应用中，使用布里奇曼-斯托克巴格法生产碲化镉（CdTe）单晶体就是一个例子。碲化镉是一种半导体材料，可用于制造 P-N 结，在辐射探测器、传感器和光伏等应用中使用。

实际上，PN 结是通过掺杂在单晶体中形成的。单晶 P-N 结的效率高于多晶和非晶结。单晶中的缺陷和杂质较少，导致电子流动阻力较小。缺陷和不规则会破坏晶体中原子的排列，从而改变电荷载流子的数量和迁移率。

晶体结构分析

晶体可分为七种不同的晶系。每个晶系都由规则的原子阵列组成。利用 X 射线衍射可以确定晶体的结构。这项技术的原理源于布拉格定律，该定律描述了 X 射线与晶体结构之间的相互作用。