Каніщев В. М. Перехідні процеси спрямованої кристалізації при вирощуванні кристалів з розплаву

Дисертація присвячена дослідженню перехідних процесів спрямованої криста-лізації, їх зв'язку з домішковою неоднорідністю, що виникає у кристалах, та оптимі-зації умов вирощування кристалів із розплаву з урахуванням різних відхилень від стаціонарного режиму кристалізації. Сформульовано одновимірну нестаціонарну модель спрямованого кристалізації бінарного розплаву в докритичному режимі, в якiй швидкість переміщення темпера-турного профілю (ТП) вздовж системі кристал-розплав задається відомою функцією часу, а швидкість кристалізації є шуканою величиною. В рамках цієї моделі вивчено поведінку фронту кристалізації при переміщенні ТП з постійною швидкістю, пос-тійним прискоренням і швидкістю, що змінюється за синусоїдою. Встановлено, що в початковому перехідному процесі при постійній швидкості переміщення ТП, що перевищує швидкість, при якій в розплаві з'являється зона концентраційного переохолодження, швидкість кристалізації поводиться немоно-тонно, зокрема здійснює затухаючі коливання. При змінній швидкості витягування кристалу і коефіцієнті розподілу домішки k < 1 середня за часом концентрація до-мішки на міжфазній границі менше, ніж при постійній швидкості, а при k > 1 навпаки більше. Отже при змінній швидкості переміщення ТП виявляється ефект, що ана-логічний частковому перемішуванню розплаву. Показано, що при постійній швидкості витягування сапфіра методом горизон-тальної спрямованої кристалізації в надкритичному режимі швидкість кристалізації здійснює періодичні коливання, що синхронізовані з наявністю в кристалі домішко-вих смуг. На підставі отриманих даних розроблено спосіб вирощування кристалів, що дозволяє оптимізувати процес вирощування сапфіра без домішкових смуг.