9961112 Технология выращивания лейкосапфира (н/п)

Существуют несколько методов.

  1. Метод выращивания сапфира по Чехральскому используется в лаборатории Севастьянова в институте кристаллографии. Этим методом изготавливают сапфир с присадками титана для перестраиваемых лазеров.
  2. Багдасаровский метод. Выращивание блочного кристалла сапфира путем направленной кристаллизации в молибденовых контейнерах (в горизонтальных "лодочках" и вертикальных трубках).

Порошок загружается в молибденовый цилиндр (перемещение идет сверху вниз) или в горизонтальные "лодочки". "Лодочка" перемещается через нагреватель в горизонтальном направлении.

Сначала порошок Al2O3 расплавляют (температура плавления сапфира 2046,5 градуса Цельсия, температура плавления молибдена 2620 градусов Цельсия).

В конце лодочки укрепляется затравка. После расплавления порошка начинается медленное охлаждение "лодочки"-контейнера от затравки и далее, к другому концу "лодочки".

В этом направлении температура медленно переходит через точку кристаллизации, и кристалл растет в том же направлении, т.е. от затравки к противоположному концу "лодочки".

Чем медленнее рост кристалла, тем он более совершенный.

При скорости 2 мм/час "лодочка" длиной 200 мм проходит через нагреватель за 100 часов. За это время не должны меняться параметры, следовательно, нужно непрерывно поддерживать циркуляцию воды и подачу электроэнергии.

Мощный нагреватель (вольфрамовый провод диаметром 20 мм, сила электрического тока составляет 2 000 ампер (температура плавления вольфрама 3420 градусов Цельсия) с системой экранов обладает большой тепловой инерцией. Колебания температуры не должны превышать сотой доли градуса.

В процессе роста кристалла примеси оттесняются в расплав. Если температура изменяется скачком, то рост кристалла ускоряется тоже скачком, и примеси из диффузного слоя включаются в кристалл, образуя дефекты (полосы, трещины, набор пузырьков).

Вольфрам на воздухе горит, поэтому нагреватель должен быть в вакуумной камере (вакуум шестой степени).

Толщина сапфира в лодочке 10...15 мм. Размер 100 мм в ширину и 150 мм в длину.

Существуют маленькие установки для выращивания цилиндров диаметром 14 мм.

РЕАЛЬНЫЙ РАЗГОВОР С ПРОФЕССОРОМ (ФРАГМЕНТ)

Профессор: "А у Егорыча-то сколько стоит сапфир?"

– Ну, он так чего-то говорил, порядка $1000 за кг. А если очень хороший, так и 2000.

– Ни хрена себе... Совсем сбрендили... За 2000...

– Да я лучше 2 недели на раскладушке посплю, выращивая сапфир сам...

– Не... За $2000 Вы купите эту же вещь в Америке и две недели при этом на Багамских островах проведете... с двумя девицами. Все это в 2000 войдет, включая перелет вас троих туда-обратно.

– Издевается, значит, Егорыч?

– Нет, ну это хулиганство. Сапфир стоит ну, где-нибудь, $150...

http://ftp.decsy.ru/nanoworld/index.htm