人工晶体学报

作者：殷长帅, 孟标, 梁康, 崔翰文, 刘胜, 张召富

单位：1.武汉大学工业科学研究院,武汉 430072; ；2.湖北省九峰山实验室,武汉 430206

关键词：导模法,氧化镓,辐射模型,热场,数值模拟,应力,

基金：湖北省JD技术攻关项目(2023BAA009);国家自然科学基金(52302046)

采用导模法(EFG法)生长高质量的氧化镓单晶时,炉内的辐射传热对晶体生长过程中的温场分布、应力分布等具有显著的影响。本文采用Rosseland方法、P1近似方法、离散坐标法(DOM)等3种不同辐射模型,对生长氧化镓单晶的三维热场分布进行有限元分析,采用热弹性应力模型分析求解晶体在不同热通量下的应力分布情况。数值模拟结果表明,采用不同辐射模型计算的热场存在明显差异:在相同的加热功率下,Rosseland辐射模型的固液界面温度梯度最小,DOM方法具有最大的温度梯度;在相同热通量下,DOM辐射模型在冷却初期表现出最高的热应力,而Rosseland模型在冷却的最后阶段热应力最高;在不同的热通量条件下,Rosseland辐射模型的应力和温度变化最显著。该研究工作为氧化镓和其他相关单晶材料的生长热场设计提供一定的理论指导。

来源：2025年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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