• 제목/요약/키워드: 단결정성장연구

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JKACG의 제1권(1991)부터 제5권(1995)까지 발표된 논문의 검토 : (I) Bulk 단결정성장 연구를 중심으로 (Review on the papers presented in the JKACG (1991-1995) : (I) On the bulk crystal growth)

  • 오근호;심광보;임창성
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.107-120
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    • 1996
  • 1991년부터 1995년까지 한국결정성장학회지에 발표된 연구 내용을 토대로 국내 Bulk 단결정연구현황을 단결정성장법과 연구팀별로 종합적으로 정리하였다.

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초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정성장에서 회전효과가 미치는 영향에 대한 연구 (Effects of Rotation on the Czochralski Silicon Single Crystal Growth)

  • 김무근
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.1308-1318
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    • 1995
  • The influence of varying rotation speed of both crystal and crucible was numerically investigated for the Czochralski silicon-crystal growth. Based on a simplified model assuming flatness of free surfrae, the Navier-Stokes Boussinesq equations were employed to identify the flow pattern, temperature distribution as well as the shape of the melt/crystal interface. The present results showed that the interface shape was relatively convex with respect to the melt at lower pulling rate and tended to be concave as the pulling rate increased. In particular, the experimentally observed gull-winged shape of the interface was qualitatively in agreement with the predicted shape. The rotation of crystal alone little affected the growth system. When the rotation speed of the crucible was increased, there occurred inversion of the interface shape from convex to concave pattern. At rapid rotation of the crucible, an interesting channel formation was predictied primarily due to the assumption of laminar flow.

TSSG 법에 의한 KTP 단결정 성장의 실험적 연구 (An Experimental Study of KTP Crystal Growing by TSSG Method)

  • 김형천;윤경구
    • 한국결정학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.42-48
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    • 1993
  • K6P4Ol3 응제를 사용하여 TSSG법에 의해 KTP(K Tiop04) 단결정을 성장시켰다. 가열로의 내부에 heatpipe와 복사방열판을 설치하여 도가니 내의 온도 안정성 및 균일도를 향상시켰다. 크고 양질의 단결정을 얻기 위한 목적으로 조업온도 구간,초기 냉각속도, 강제교반, 융제의 재사용과 같은 몇 가지 조업변수들에 따른 영향을 비교 고찰하였다. 본 융제의 조건하에서(0.6g KTP/lg flux), 초기 냉각속도가 0.1℃/hr 이하까지 느릴수록, 적절한 결정 회전이 수반될수록 양질의 단결정성장에 유리하였다. 최대 44 × 39 ×17체 크기의 KTP단결정을 얻을 수 있었으며, 단순가공 상태하에서도 21.3% SHG 변환효율을 나타내었다.

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$LiNbO_3$단결정성장 및 특성 연구 (Growth And Characterization of $LiNbO_3$ Single Crystals)

  • 손진영;노광수;이진형
    • 한국결정성장학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.43-50
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    • 1992
  • 인상속도를 변수로 Czochralski법을 이용하여 $ LiNbO_3$결정들을 성장시켰다. 성장된 단결정에 균열, 기포, 셀 구조 등의 결함들이 관찰되었다. 균열들은 인상속도와 냉각속도에 매우 민감하였는데 6~7mm/h의 인상속도와 20^{circ}C/h의 냉각속도가 직경 15mm정도의 결정성장에 적당한 조건임을 알 수 있었다. 소자응용에 필요한 유전적 성질 및 광학적 성질 등을 알아보기 위하여 a축, c축방향에 따라 절삭된 시편을 온도를 변화시켜가며 측정하였다.

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다중물리 유한요소해석에 의한 SiC 단결정의 용액성장 공정 설계 (Process design for solution growth of SiC single crystal based on multiphysics modeling)

  • 윤지영;이명현;서원선;설용건;정성민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.8-13
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    • 2016
  • 용액성장법에 의한 SiC 단결정 성장은 Si 또는 Si-금속합금의 융액으로부터 SiC를 성장시키는 방법으로서, 통상의 상부종자 용액성장법(Top Seeded Solution Growth)에서는 Si 융액을 담는 흑연도가니로부터 C가 Si 융액에 용해되고 용해된 C이 상부에 위치한 종자결정으로 이동하여 종자결정상에 SiC 형태로 재결정화하는 단계를 거쳐 SiC의 단결정을 성장시키는 과정을 거치게 된다. SiC 용액성장에 있어서는 SiC의 단결정성장을 위하여 흑연도가니의 형상, 크기, 재질 및 상대적 위치 배열 등 온도제어와 유체흐름 제어를 위해 다양한 공정변수를 선정해야한다. 본 연구에서는 용액성장공정의 설계를 위해 상용의 유한요소해석 패키지인 COMSOL Multiphysics를 이용하여 전자기장해석, 열전달해석, 유체해석에 대한 다중물리해석모델을 구축하고 이 모델을 이용하여 결정성장공정을 설계하였다. 해석결과에 기초하여 2 inch off-axis 4H-SiC 단결정을 종자결정으로 적용하여 $1700^{\circ}C$에서 상부종자 용액성장법에 의하여 SiC 단결정을 성장시켰다. 광학현미경 및 고분해능 X선회절분석을 통해 결정성을 분석한 결과 해당 성장조건에서 양호한 품질의 단결정이 성장함을 확인하였다. 이로써 본 연구에서 구축된 다중물리해석모델이 SiC의 용액성장 공정설계에 유효함을 확인하였다.

자기장하에서 액막 초크랄스키 방법에 의한 단결정 성장에 관한 연구 (A Study on the Liquid Encapsulant Czochralski(LEC) Crystal Growth with Magnetic Fields)

  • 김무근;서정세
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권12호
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    • pp.1667-1675
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    • 2001
  • Numerical simulations are carried out for the liquid encapsulant Czochralski(LEC) by imposing a magnetic field. The use of a magnetic field to the crystal growth is to suppress melt convection and to improve the homogeneity of the crystal. In the present numerical investigation, we focus on the range of 0-0.3Tesla strength for the axial and cusped magnetic field and the effect of the magnetic field on the melt-crystal interface, flow field and temperature distribution which are the major factors to determine the quality of the single crystal are of particular interest. For both axial and cusped magnetic field, increase of the magnetic field strength causes a more convex interface to the crystal. In general, the flow is weakened by the application of magnetic field so that the shape of the melt-crystal interface and the transport phenomena are affected by the change of the flow and temperature field.

스컬법에 의한 alexandrite-like cubic zirconia 단결정성장에 관한 연구 (A study on the alexandrite-like cubic zirconia single crystal by skull melting method)

  • 석정원;최종건
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.205-210
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    • 2003
  • 스컬법에 의해 alexandrite-like cubic zirconia 단결정을 성장 시켰다. 스컬용융시 R.F generator는 35 ㎾, 2 MHz 였다. 단결정들은 전이금속이온인 Pr을 1 또는 1.5 wt%와 Nd를 0.5 또는 l wt%를 함께 첨가하여 성장시켰으며, 성장 후0.25 mm의 slice와 12 mm의 round brilliant cut으로 연마하였다. 연마석은 공기중 또는 질소분위기에서 $1000^{\circ}C$에서 2시간 열처리하였으며 optical absorption spectra($\lambda$ = 400∼700 nm)를 얻었다.

Cusp 자장이 걸려있는 초크랄스키 실리콘 단결정성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질전달에 미치는 영향 (Effect of buoyancy and thermocapillarity on the melt motion and mass transfer for different aspect ratio of flow field in magnetic Czochralski crystal growth of silicon)

  • 김창녕
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.177-184
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    • 2000
  • 약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.

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융제법에 의한 Mn-Zn Ferrite 단결정성장에 관한 연구 (Crystal Growth of Mn-Zn Ferrite form High-Temperature Solutions)

  • 이성국;오근호;강원호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.461-469
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    • 1987
  • Single crystals of Mn-Zn Ferrite were grown by slow cooling method using Na2B4O7 as flux agent. The effects of flux content and cooling rate on the types of crystals, and the relation between supersaturation and growth mechanism were studied. As a result, the types of grown crystals occurred as plate, hopper and octahedral crystals. The occurrence of these crystal types was dependent on flux content. The habit was found to correlate with the growth rate and supersaturation. The lateral growth of a dendritic crystal is related to the twin layer. The growth of crystals from borax melts mainly occurred by the layer-spreading growth following corner and edge nucleation caused by high supersaturation in the melt. Especially, the plate crystals were produced on top of the melts. The hopper and octahedral crystals occurred at lower supersaturation than the plate crystals.

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