SAPMAC法生長Al2O3晶體的云霧缺陷分析.pdf

1、本文以SAPMAC法生長的藍(lán)寶石晶體為研究對(duì)象，對(duì)藍(lán)寶石晶體中的云霧缺陷進(jìn)行了研究。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡觀察云霧的組成與形貌。通過腐蝕方法分析了云霧與位錯(cuò)的關(guān)系，以及各個(gè)生長晶面的腐蝕斑形貌。
　　研究結(jié)果表明，過快的生長速度及冷卻速度，及溫度的波動(dòng)，都會(huì)在藍(lán)寶石晶體中引入各種缺陷，比如晶體開裂、云霧、位錯(cuò)等。在與籽晶相連處、靠近坩堝處及晶體底部會(huì)出現(xiàn)云霧缺陷。與籽晶相連部分的云霧體積較大，而靠近坩堝部

2、分的云霧比較稀薄。
　　光學(xué)顯微鏡觀察表明，云霧孔洞尺寸在20～130μm之間，密度為100～160/cm2；用熔融的KOH腐蝕云霧孔洞，發(fā)現(xiàn)c向（0001）的云霧孔洞中聚集了大量與位錯(cuò)端頭對(duì)應(yīng)的三角形腐蝕坑，且腐蝕坑數(shù)量與孔洞大小基本成正比，而在孔洞外基體表面三角腐蝕坑密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于孔洞內(nèi)密度，表明孔洞傾向于在位錯(cuò)處聚集長大。
　　激光共聚焦顯微鏡觀察孔洞腐蝕前后立體形貌顯示孔洞內(nèi)壁并不光滑，而是由具有特定晶向的臨位面構(gòu)成，

3、腐蝕后的立體形貌表明孔洞內(nèi)壁在不同方向上腐蝕速度并不相同，最終形成具有特定外形的腐蝕邊緣和內(nèi)部表面，且邊緣形貌與基體腐蝕坑形貌相同；在垂直表面方向上，形成多層的腐蝕臺(tái)階，臺(tái)階與臺(tái)階間間距基本不變，臺(tái)階斜率固定，說明先后形成臺(tái)階間腐蝕存在固定的時(shí)間間隔，臺(tái)階腐蝕形核需要一定激活能。
　　藍(lán)寶石不同晶面上位錯(cuò)腐蝕坑形貌不同，a向（1120）面腐蝕坑為菱形，m向（1100）面腐蝕坑為四邊形，c向（0001）面上三角形腐蝕坑和六邊形腐蝕坑