[发明专利]通过化学热沉强化冷却技术实现晶体快速生长的单晶炉

摘要

本发明公开了一种通过化学热沉强化冷却技术实现晶体快速生长的单晶炉，主要涉及输送反应物并在其内部进行化学吸热反应的反应装置。该反应装置由石墨筒和反应筒组成。反应筒采用惰性材料制成。反应物由进口通入，在高温下的反应筒中发生化学吸热反应，降低反应装置表面及其附近氩气区域的温度，快速移除晶体表面的热量，反应不完全的反应物和反应产物由出口排出炉体。本单晶炉结构设计合理，反应物在反应装置中发生反应，能够避免反应过程中炉体内杂质的引入。本发明装置通过化学吸热反应强化冷却生长中的晶体，快速移除晶体表面的热量，显著提升晶体内部的轴向温度梯度，从而提高晶体的生长速度，达到降低晶体制备成本的目的。

主权项

1.通过化学热沉强化冷却技术实现晶体快速生长的单晶炉，其特征在于，包括炉体(1)，设置于炉体(1)内侧底部的保温筒(6)，与保温筒(6)内侧顶部相连的导流筒(3)，以及设置在保温筒(6)顶部、导流筒(3)顶部与导流筒(3)内侧的供反应物进行化学吸热反应的反应装置(5)；其中，反应装置(5)包括紧贴导流筒(3)内侧的石墨筒(7)，以及设置在石墨筒(7)内并经过保温筒(6)顶部和导流筒(3)顶部引出至炉体(1)外的反应筒(8)；反应筒(8)由中空螺旋盘管(9)环绕而成，其两端伸出到炉体(1)外部，一端为反应物的进口(10)，另一端为反应不完全的反应物和反应产物的出口(11)，所述中空螺旋盘管(9)内部充有流动的进行化学吸热反应的反应物；所述中空螺旋盘管(9)采用双层结构，反应物首先由进口(10)通入，依次经过内层盘管(12)和外层盘管(13)，后由出口(11)排出炉体(1)；工作时，熔体(4)通过石英坩埚放置在保温筒(6)内，熔体(4)液面低于同平面设置的导流筒(3)底部和石墨筒(7)底部，通过反应装置(5)实现晶体(2)的生长，生长的晶体(2)穿过石墨筒(7)内腔并提升至炉体(1)外。