• Title/Summary/Keyword: 결정성장

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Growth kinetics and pattern formation of ice dendrites at small subcoolings (작은 과냉각 상태에서 ice dendrite의 결정 성장 특성)

  • 구기갑
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.5 no.3
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    • pp.197-208
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    • 1995
  • An experiment study of the dendrite growth of ice crystals growing in quiescent pure subcooled water was made at small subcoolings of 0.035 K < ${\Delta}T$ < 1.000 K. It was observed that the growth kinetics and morphology are functions of not only subcooling but also thermal convection. When the subcooling is less than 0.35K, it was found that effect of thermal convection on growth kinetics of ice dendrites becomes important. Quantitiative measurements of growth velocity, $V_{G}$, and tip radii of the edge and basal planes, $R_{1}$ and $R_{2}$, were made simultaneously as a function of subcooling.

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On the Growth of GaN Single Crystal from GaOOH Powders (GaOOH 분말로부터 GaN 단결정 성장에 관하여)

  • 이재범;이종원;박인용;김선태
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.96-96
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    • 2003
  • 벌크 형태의 CaN 단결정 성장은 매우 곤란한 관계로 아직까지 관련 기술의 개발이 미흡한 실정이다 오랜 기간동안 승화 (sublimation)법으로 대구경 벌크 GaN 단결정을 성장시키고자 하는 노력이 지속되었지만 최근까지도 만족할 만한 결과가 보고되지 않고 있다. 본 논문에서는 종래의 방법과는 달리 출발물질로서 GaOOH 분말을 채택하고, 이를 NH$_3$ 분위기에서 가열 반응시켜 GaN 결정을 성장시켰다. 반응온도와 반응시간 및 NH$_3$ 유량 등의 성장조건에 따른 GaN 결정의 성장거동과 광학적 특성을 조사하였다. 원료인 GaOOH 분말 1g을 석영 용기에 담아 직경이 35mm인 석영 보호관에 위치시키고, 1000~l17$0^{\circ}C$의 온도에서 NH$_3$ 가스를 100~1000 sccm으로 공급하면서 96시간 동안 반응시켰다. 실험이 종료되면 전기로의 온도를 상온까지 냉각시킨 후 석영 보호관 내벽에 성장된 Ga 결정을 채집하였다. 이와 같이 채집된 결정의 형태와 크기를 광학현미경을 사용하여 조사하였고, 결정표면의 상태를 전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 시료의 결정성을 알아보기 위하여 X선 회절 분석을 하였고, 저온에서의 광루미네센스 (PL; photoluminescence) 특성을 조사하였다.

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Synthesis of zeolite MFI films on alumina and silicon supports using seed crystals (알루미나와 실리콘 지지체에 종자결정에 의한 제올라이트 MFI 필름의 합성)

  • Ko, Tae-Seog
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.18 no.1
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    • pp.38-44
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    • 2008
  • Contiuous c-oriented zeolite MFI films $(<35{\mu}m)$ were prepared by hydrothermal secondary growth of silicalite-1 seed crystal in the surface of alumina porous substrate and silicon substrate. The supported films were characterized with scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Effect of substrate surface roughness were investigated and a mechanism for c-oriented film formation and characteristic dom-like defects formation which is observed after seeding growth was discussed. The roughness of substrate plays an important role.

Crystal Growth of rutiles doped with Impurity Ions by Floating Zone Method (부유대용융법에 의한 불순이온 주입된 $TiO_2$단결정 성장 연구)

  • 이성영;유영문;김병호
    • Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.1-1
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    • 1999
  • 부유대용융법에 의하여 불순이온의 종류와 각 이온의 주입 농도를 달리하는 Rutile 단결정을 성장하였다. 성장된 결정으로부터 제조한 박편시료를 이용하여 결정결함과 광투과도에 미치는 각 불순이온의 영향을 조사하였다. 결정성장용 주원료로 99.99%의 TiO2를 사용하고, 불순이온 주입을 위한 원료로서 99.99%의 Al2O3, H3BO3, Ga2O3, Sc2O3, V2O5, Fe2O3, ZrO2, Er2O3, Cr2O3를 각각 사용하였다. 불순이온의 종류에 따르는 영향을 조사하기 위하여 TiO2 99.8 atomic%-불순이온 0.2atomic%의 조성이 되도록 각 이온별로 원료를 정밀하게 평량하고 균일 혼합하였다. 불순 이온의 첨가량에 따르는 영향을 조사하기 위하여 Al2O3는 각각 pure, 0.2, 0.4, 0.6 atomic%를, Cr2O3는 pure, 0.003, 0.05, 0.2 atomic%를 각각 치환하여 원료를 조합하였다. 균일 혼합된 원료를 직경 8mm의 고무 튜브에 넣고 CIP(Cold Isostatic Press0에서 2000kg/$\textrm{cm}^2$의 압력으로 성형한 후 150$0^{\circ}C$에서 1시간 소결함으로서 결정성장용 다결정 원료를 합성하였다. 합성된 다결정을 double ellipsoidal mirror 내에 설치하고,halogen lamp로 가열하여 원료의 한쪽 끝을 용융한 다음, 20rpm의 회전속도, 3-5mm/hr의 성장속도로 하는 유속 1$\ell$/min의 O2 분위기속에서 부유대용융법에 의하여 결정을 성장하였다. 성장된 결정을 성장축에 수직한 방향으로 각각 절단, 연삭, 연마한 박편을 이용하여 편광하에서 low-angle grain boundaries 및 기타의 결정결함을 관찰하였으며, 0.3$\mu\textrm{m}$~0.8$\mu\textrm{m}$ 범위 및 0.6$\mu\textrm{m}$~3.4$\mu\textrm{m}$ 범위에서의 투과 및 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 결정 성장 결과 B3+, Er3+, Cr3+ 이온은 Ti4+ 이온과 이온의 크기 차이가 심하여 결정의 정상적인 성장을 방해하는 물성을 나타냈고, V5+, Cr3+ 이온은 흑색의 결정, Fe3+ 이온은 적갈색의 결정으로 성장되었다. Al3+, Zr4+, Al3+의 순서로 투과도가 높아지는 것이 관찰되었다. 불순이온의 농도에 따른 영향으로서 Al3+ 이온의 경우 주입농도가 높아질수록 low angle boundary와 oxygen deficiency가 감소하였고, 투과율은 조금 감소하거나 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에 Cr3+ 이온을 주입한 경우 0.003 atomic%에서 최적의 물성을 보였으며, 주입농도가 높아질수록 결정성장이 어려워지고 광의 투과도가 급격히 저하되었다.

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The Influence of Solvent & Impurity on the Crystal growth of Urea: A Molecular Dynamics and Monte Carlo study

  • 이태범;강진구;최청송
    • Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.105-109
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    • 1997
  • 요소결정성장에 용매와 불순물이 주는 영향을 Monte Carlo법과 분자동역학법을 통해 분석하였으며 이를 통해 불순물인 Biuret이 결정의 Morphology에 대한 영향뿐만 아니라 내부격자에 용매인 물을 흡착시킨다는 것을 확인하였다. 또한 계면의 용매, 용질 그리고 격자층의 확산계수를 분석한 결과 용매인 물이 "Roughening Transition" 메커니즘으로 결정성장에 영향을 준다는 것을 밝혔다.다는 것을 밝혔다.

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Properties and defects of Mn-Zn Ferrite single crystals grown by the modified process (연속 성장법으로 성장된 Mn-Zn Ferrite 단결정 특성 및 결함)

  • 정재우;오근호
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.1 no.2
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    • pp.23-33
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    • 1991
  • Mn - Zn Ferrite has the natural characteristics of incongruent melting and the zinc oxide evaporation while the crystal is being grown. As a result of these, it comes into existence to be a non-uniform distribution of cations along the crystal growth axis and also Pt particles are usually precipitated into the crystals in Bridgman method since the melt zone is maintained for a long time in the crucible. These have bad effects on the magnetic properties of ferrites. But, to overcome these faults and then acquire the better single crystals. new modified growth method was developed and the growth factors were investigated as following: melt height in the crucible, surface tension and density of melt, the behavior of melt at interface, the shapes of crucible and solid -liquid interface, powder feeding rate, and the crystal growing speed. In additon, when we analyzed the compositional fluctuations of grown crystals, they were supressed within 1.5 mol% $Fe_20_3$, 2 mol% MnO, ZnO respectively with comparing to initial composition of crystal and the microstructures of crystals on the(110) plane were observed by optical microscope through the chemical etching technique and the magnetic properties were determined.

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The Growth of $CaF_2$ Single Crystal by Tammann Method (탐만법에 의한 $CaF_2$ 단결정 육성)

  • 장영남;채수천;문희수
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.10 no.1
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    • pp.20-27
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    • 1999
  • CaF2 단결정을 흑연도가니를 사용하여 He 분위기 하에서 탄만법으로 성장시켰다. 수화방지를 위해 PbF2를 출발물질에 도포하였다. 열구배에 따른 계면의 움직임인 성장속도는 배플판에 의해 성공적으로 조절되었다. 결정성장의 최적조건은 온도구배가 37℃/cm, 냉각속도가 10℃/hr 및 2.5tw% PbF2를 사용한 경우로, 성장속도는 약 3.2 mm/hr이었으며, 위로 볼록한 고액계면을 갖는 단결정이 성장되었다. IR분석 결과, 1500∼4000 cm-1(6.7∼2.5 ㎛)영역에서 약 96%의 투과도를 보였다. 결함밀도를 측정하기 위해, 성장축에 수직 및 수평으로 절단한 면을 농축 H2SO4에서 약 30분간 에칭하여 간섭현미경으로 관찰한 결과, 각각 3.4×104/cm2였다. 이러한 결과는 수화에 따른 성장된 단결정의 투명도의 경향과 일치하였다. 결정에 대한 XRD분석 결과 우선성장 방향은 <311>이었다.

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Growth and Properties of GaN Crystals by Vapor Transport Method (Vapor Transport법에 의한 GaN 결정의 성장과 특성)

  • Kim, Seon-Tae
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.3
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    • pp.295-300
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    • 1999
  • 액상의 Ga으로부터 공급되느 기체상태의 Ga과 $NH _3$$1050~1150^{\circ}C$의 온도범위에서 직접 반응시켜 사파이어 기판위에 직경이 5~27$\mu\textrm{m}$이고, 높이가 $2~27\mu\textrm{m}$인 육각기둥 형태의 GaN 결정을 성장하였다. GaN 결정의 성장 초기에는 c-축 방향으로 우선 성장된 후 성장시간과 성장온도 및 $NH_3$의 유량이 증가함에 따라 기체상태의 Ga공급이 제한됨으로써 성장률이 둔화됨과 동시에 $\alpha$-축 방향으로 우선 성장되었다. GaN 결정의 크기가 증가함에 따라 결정의 품질이 개선되어 X-선 회절강도와 중성도너에 구속된 엑시톤 관력 발광밴드 (I\ulcorner)의 강도가 증가하고, I\ulcorner 발광밴드의 반치폭이 감소하였다.

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A study on the repeatability of large size of AlN single crystal growth (AlN 단결정 성장에 대한 반복 성장성에 관한 연구)

  • Kang, Seung-Min
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.28 no.4
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    • pp.148-151
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    • 2018
  • A large single crystal of AlN was grown by PVT (Physical Vapor Transport) method. The AlN crystal shaped hexagonal of the diameter of about 46 mm and the thickness of 7.6 mm was grown using 33 mm seed crystal which was grown and made by ourselves. We tried to find out repeatable growth possibility for AlN crystal growth and then to evaluate the repeatability of the growth condition of the temperature of $1950{\sim}2100^{\circ}C$ and the ambient pressure of 0.1~1 atm.

Effect of crystal and crucible rotations on the mass transfer in magnetohydrodynamic Czochralski crystal growth of silicon (자기장이 가하여진 초크랄스키 실리콘 단결정 성장에서 질량전달에 미치는 성장결정과 도가니의 회전효과)

  • 김창녕
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.7 no.4
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    • pp.536-547
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    • 1997
  • For various angular velocities of crucible and crystal, the characteristics of melt flows, temperatures and concentrations of oxygen are numerically studied in the Czochralski furnace with a uniform axial magnetic field. Buoyancy effect due to the heating of crucible wall and thermocapillary effect due to the temperature gradient at the free surface, can be differentiably suppressed by the centrifugal forces due to the rotations of the crucible and crystal. The most important factor which yields the centrifugal forces is the rotation velocity of the crucible, that influences the fields of velocities, temperatures and concentrations. In the case that the crucible rotation velocity is not high, the rotations of the crystal gives rise to the centrifugal forces effectively.

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