金属铜具有导热性能好、熔体粘滞系数小等特性，在晶体生长过程中因导热快而引起固液界面移动，因此硅碳棒单晶炉不仅要求能够在1200 ℃的高温下长期使用，而且要加热功率足够大、灵敏度高，对于温度的变化能够快速补偿，从而保持固液界面的稳定性。同时由于铜优良的导热性能会使固液界面的温度梯度减小，因此结晶区要有足够大的温度梯度。

       针对上述要求，我们设计制作了适合于铜单晶生长的硅碳棒加热单晶生长炉。单晶炉结构如图1所示。加热元件为两组X9/18 mm 1700型硅碳棒，可独立控温也可串联使用，形成具有适宜宽度的高温区，让生长原料充分熔融;在加热器I环方的结晶区，安装了一组温度梯度调节器，该调节器由两块具有环形开口的隔热保温板组成，通过旋转上隔热板，可以调整由高温区向低温区传导的热流量，从而调节结晶区的温度梯度;同时上下炉口用耐火保温材料堵塞，防止呼因筒效应’引起强热对流对温场的影响。控温系统采用FP93型精密温度控制仪，控温精度为士1 ℃，铂锗热电偶测温，升降装置的下降速率在0. 1-10 mm /h范围内连续可调并数值显示。

       实验表明，上述单晶炉采用硅碳棒加热元件，其等效电阻小、加热电流大，灵敏度高，具有优良的高温抗氧化性能和稳定的电阻值，电阻不会随使用时间的长短而变化。该装置具有结构简单，使用方便，调节结晶区温度梯度时灵敏度高的特点，一次设计便可用于多种材料的单晶生长，特别适用于实验室中生长各种不同材料的晶体。当控温点温度为1060℃时，炉内最高温度可达1175 ℃，单晶炉的温场分布如图2所示，固液界面处温度梯度约为30 ℃ /an，并呈现出向熔体略微凸起的等温面，满足了铜单晶的生长实验要求。www.zbqunqiang.cn