微重力环境下浮区法结晶生长中的对流控制

浮区法（Floating zone）无坩锅容器的接触污染，是重要的高纯度晶体生长技术，空间微重力环境使该技术生长大直径、高质量的单晶成为可能。晶体生长质量控制的关键之一是熔体的对流控制，本项目以优化结晶生长条件为中心，拟系统地研究微重力条件下浮区法半导体晶体生长中的磁场对流控制技术。基于文献中已研究的均匀轴向、横向静态磁场以及旋转磁场对流控制的特点，项目提出研究多种优化设计的非均匀静态磁场以及轴向静态与旋转组合磁场的对流控制作用，对其建立模型，通过有限体积法求解模型的磁流体动力学控制方程组，对比研究多种方案的磁场对流控制效果，探索有利于高质量结晶生长的磁场对流优化控制技术。空间微重力条件下浮区法的磁场对流控制，在未来高质量晶体材料生长中具有重大的潜在应用价值，本研究旨在为该磁场对流控制及优化提供理论研究基础。