提拉法生长晶体简介

提拉法晶体生长是利用籽晶从熔体中提拉生长出晶体的方法。这个方法是丘克拉斯基(J.Czochralski)在1918年首创的，故又称丘克拉斯基法。这是一种从熔体中制备大直径和高质量单晶的常用的晶体生长方法，许多有实用价值的重要晶体都是用这种方法制备出来的。

提拉法基本原理：

提拉法的生长工艺首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热融化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态;然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。

提拉法合作装置

提拉法晶体生长要点：

一、温度控制在晶体提拉法生长过程中，熔体的温度控制是关键。要求熔体中温度的分布在固液界面处保持熔点温度，保证籽晶周围的熔体有一定的过冷度，熔体的其余部分保持过热。这样，才可保证熔体中不产生其它晶核，在界面上原子或分子按籽晶的结构排列成单晶。为了保持一定的过冷度，生长界面必须不断地向远离凝固点等温面的低温方向移动，晶体才能不断长大。另外，熔体的温度通常远远高于室温，为使熔体保持其适当的温度，还必须由加热器不断供应热量。

二、提拉速率提拉的速率决定晶体生长速度和质量。适当的转速，可对熔体产生良好的搅拌，达到减少径向温度梯度，阻止组分过冷的目的。一般提拉速率为每小时6-15mm。在晶体提拉法生长过程中，常采用"缩颈"技术以减少晶体的位错，即在保证籽晶和熔体充分沾润后，旋转并提拉籽晶，这时界面上原子或分子开始按籽晶的结构排列，然后暂停提拉，当籽晶直径扩大至一定宽度(扩肩)后，再旋转提拉出等径生长的棒状晶体。这种扩肩前的旋转提拉使籽晶直径缩小，故称为“缩颈”技术。

提拉法优缺点：

提拉法的优缺点晶体提拉法与其它晶体生长方法相比有以下优点:

(1)在晶体生长过程中可以直接进行测试与观察，有利于控制生长条件;

(2)使用优质定向籽晶和"缩颈"技术，可减少晶体缺陷，获得所需取向的晶体;

(3)晶体生长速度较快;

(4)晶体位错密度低，光学均一性高（晶体质量较高、完整性高）。

晶体提拉法的不足之处在于:

(1)坩埚材料对晶体可能产生污染;

(2)熔体的液流作用、传动装置的振动和温度的波动都会对晶体的质量产生影响。

     目前，国内外采用提拉法生长的晶体有无色蓝宝石、红宝石（AL₂O₃）、立方氧化锆(CZ)、石榴石（YAG）、金红石（TiO₂）、二氧化碲（TeO₂）、铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等重要的宝石晶体。