Бараннік С. В. Вплив нестаціонарних умов вирощування на формування домішкової смугастості в сапфірі

У рамках нестаціонарної одновимірної моделі в докритичному режимі вивчено поведінку фронту кристалізації бінарного розплаву при переміщенні температурного профілю уздовж системи кристал - розплав з постійною швидкістю, постійним прискоренням і швидкістю, що змінюється за синусоїдою. Встановлено, що в початковому перехідному процесі при постійній швидкості температурного профілю, що перевищує швидкість, при якій в розплаві з'являється зона концентраційного переохолодження, швидкість кристалізації поводиться немонотонно. При змінної швидкості переміщення температурного профілю і коефіцієнті розподілу домішки k < 1 середня за часом концентрація домішки на міжфазній границі менше, ніж при постійній швидкості, а при k > 1 - більше. Таким чином, при змінній швидкості температурного профілю виявляється ефект, що аналогічний частковому перемішуванню розплаву. Експериментально показано, що при постійній швидкості витягування сапфіру методом горизонтальної спрямованої кристалізації в надкритичному режимі швидкість кристалізації здійснює періодичні коливання, що синхронізовані з наявністю в кристалі домішкових смуг. На підставі отриманих даних розроблено спосіб вирощування кристалів, що дозволяє оптимізувати процес вирощування сапфіру без домішкових смуг.