1. |
Людвіченко О. П. Вплив умов резистивного нагрівання комірки високого тиску на кристалізацію GaN із розчин-розплавної системи Fe–Ga–N: автореферат дис. ... д.філософ : 132 / О. П. Людвіченко. — Б.м., 2024 — укp.Дисертацію присвячено встановленню умов резистивного нагрівання комірок високого тиску апаратів типів «тороїд-30» і «тороїд-40» для дослідження розчинності нітриду ґалію у армко-залізі і кристалізації GaN із розчин-розплавної системи Fe–Ga–N.Встановлено, шо при значеннях градієнта температури ~13 °С/мм має місце агрегатний хаотичний ріст кристалів GaN; при зменшенні градієнта температури до значень ~8 °С/мм утворюється текстурований квазімонокристал GaN; при подальшому зменшенні градієнта температури до 1,5 С/мм спостерігається нестисненний ріст монокристалів GaN пелюсткової форми розміром до 3 мм, які об’єднуються в кущоподібні друзи. Оптимізовано схеми резистивного нагрівання комірки АВТ типу «тороїд-40», які забезпечують зменшення величини градієнта температури і приводять до покращення структурної досконалості кристалів GaN.Показано, що для забезпечення росту монокристалів GaN пелюсткової форми із системи Fe–Ga–N у температурному градієнті оптимальною є схема нагрівання комірки АВТ типу «тороїд-40» з використанням комбінованих торцевих нагрівачів з діаметром графітового диска у 10 мм. Усереднене значення осьового градієнта температури при цьому становить 1,5 °С/мм, ізолінії температури мають горизонтальну орієнтацію.Показано, що в процесі зростання зони кристалізації GaN температура в кристалізаційному об’ємі зменшується незначно (максимально до 5 С), що не потребує додаткового коригування теплового стану комірки при довготривалих режимах кристалізації GaN у температурному градієнті.Встановлено, що для проведення експериментів з вивчення розчинності нітриду ґалію у залізі в АВТ типу «тороїд-30» оптимальною є схема нагрівання комірки, що відповідає 60 %-вій концентрації ZrO2 в осьових нагрівачах, товщині стінки трубчастого нагрівача у 1,5 мм, за яких температура у зразку змінюється в інтервалі 1805–1842 С. Разом з тим, варіювання товщини стінки трубчастого нагрівача від 1,0 до 2,1 мм веде до незначного (~2 С) збільшення максимального перепаду температури у зразку GaN+Fe за одночасної лінійної зміни температури в центрі зразка від 1580 до 2059 С, що забезпечує можливість його дослідження в широкому температурному інтервалі без зміни ступеня однорідності його теплового стану.^UThe dissertation is devoted to establishing the conditions of resistive heating of high-pressure cells of "toroid-30" and "toroid-40" types of apparatuses for researching the solubility of gallium nitride in Armco-iron and the crystallization of GaN from the Fe–Ga–N melt-solution system.Established that values of the temperature gradient ~13 °С/mm, aggregate chaotic growth of GaN crystals takes place; when the temperature gradient is reduced to values of ~8 °С/mm, a textured GaN quasi-single crystal is formed; with a further decrease in the temperature gradient to 1.5 °С/mm, incompressible growth of petal-shaped GaN single crystals up to 3 mm in size is observed, which combine into bush-like druses. The resistive heating schemes of the cell HPA "toroid-40" have been optimized, which ensure a decrease in the temperature gradient and lead to an improvement in the structural perfection of GaN crystals.To ensure the growth of petal-shaped GaN single crystals from the Fe–Ga–N system in a temperature gradient, the heating scheme of the cell of the HPA "toroid-40" type using combined end heaters with a graphite disk diameter of 10 mm is optimal. The average value of the axial temperature gradient in this case is 1.5 °С/mm, the temperature isolines have a horizontal orientation.It is shown that with the growth of the GaN crystallization zone, the temperature in the crystallization volume decreases slightly (up to 5 °С), which does not require additional adjustment of the thermal state of the cell during long-term modes of GaN crystallization in a temperature gradient.Established that for conducting experiments on the solubility of gallium nitride in iron in the HPA "toroid-30" type, the optimal cell heating scheme is 60% concentration of ZrO2 in axial heaters and wall thickness of the tubular heater of 1.5 mm, which provides the temperature in the sample varies in the interval 1805–1842 С. At the same time, varying the wall thickness of the tubular heater from 1.0 to 2.1 mm leads to a slight (~2 С) increase in the maximum temperature difference in the GaN+Fe sample with a simultaneous linear temperature change in the centre of the sample from 1580 to 2059 С, which makes it possible to study it in a wide temperature range without changing the degree of homogeneity of its thermal state. Шифр НБУВ: 05 Пошук видання у каталогах НБУВ
|