專利名稱：空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種晶體生長結(jié)晶器，特別是指一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器。
空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器是空間低溫溶液法晶體生長的主體關(guān)鍵設(shè)備。其關(guān)鍵技術(shù)在于如何下籽晶。國際上有美國，俄羅斯，西歐和日本等國進(jìn)行過空間低溫溶液法晶體生長。他們的結(jié)晶器各有特點。EURECA空間實驗平臺的溶液法晶體生長結(jié)晶器由三個密封的罐子組成，如

圖1所示，圖2是圖1中的一個罐體，圖2中左右二個罐體A、B是溶液貯存罐，分別貯存陰離子和陽離子兩種反應(yīng)試劑，中間罐放置緩沖液。當(dāng)平臺進(jìn)入太空軌道后罐體A、B兩個罐的閥門打開，陰陽離子溶液分別從兩頭向中間擴(kuò)散。擴(kuò)散前沿在在中間的罐中相遇，發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)，生成單晶體。這種方法的缺點是設(shè)備較大，不易控制。
美國的空間TGS生長結(jié)晶器是進(jìn)入太空軌道前將籽晶用一個“帽子”蓋住，進(jìn)入太空軌道后，將“帽子”撤掉。籽晶和溶液接觸上開始生長。生長結(jié)束后再將“帽子”蓋上使晶體和溶液隔開。這種方法的缺點是生長結(jié)束后再將“帽子”蓋上時很難蓋嚴(yán)密。
以上二種方法均不可進(jìn)行蒸發(fā)法生長，且結(jié)晶器的成本非常高。
本實用新型的目的在于，提供一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其可有效克服上述技術(shù)的缺點，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低和可靠性高的優(yōu)點；該空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器可適用兩種生長方法—蒸發(fā)法和降溫法。
本實用新型一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其中包括一變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)固定在密封蓋的內(nèi)面上；一外桶體，該外桶體固定在底座上；
一中桶體容置于外桶體內(nèi)，直徑小于外桶體，中桶體與外桶體共用一底，該中桶體與外桶體間形成為干燥室；一內(nèi)桶體容置于中桶體內(nèi)，直徑小于中桶體，內(nèi)桶體中為溶液室；一密封活塞座為中空，該中空部為籽晶室，密封活塞座跨置于內(nèi)桶體的上面，在密封活塞座的內(nèi)面有一活塞，該活塞經(jīng)活塞桿與變速機(jī)構(gòu)連接。
其中變速機(jī)構(gòu)包括一馬達(dá)，該馬達(dá)的軸部與變速齒輪的大輪嚙合，變速齒輪的小輪連接一蝸桿，蝸桿連接蝸輪，蝸輪的中心與中央的導(dǎo)向槽連接。
其中內(nèi)桶體的外壁粘覆有電加熱膜。
其中兩個溫度傳感器焊接在密封活塞座的外側(cè)上。
其中在密封蓋的外面套置有一隔離罩蓋。
其中在外桶體與密封蓋之間、密封活塞座與活塞之間、密封活塞座與內(nèi)桶體之間裝有密封圈。
其中在中桶體與外桶體之間的部分、密封活塞座的上部，有篩網(wǎng)蓋著的小通氣孔。
為進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)特征，以下結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作一詳細(xì)的描述，其中圖1是習(xí)知溶液晶體生長裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的一個罐體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型結(jié)晶器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中X-X的剖視圖。
請參閱圖3及圖4所示，本實用新型一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其中包括一變速機(jī)構(gòu)10，該變速機(jī)構(gòu)10固定在密封蓋16的內(nèi)面上，該密封蓋16的外面套置有一隔離罩蓋18；該變速機(jī)構(gòu)10包括一馬達(dá)11，該馬達(dá)11的軸部與變速齒輪12的大輪嚙合，變速齒輪12的小輪連接一蝸桿13，蝸桿13連接蝸輪14，蝸輪14的中心與中央的導(dǎo)向槽15連接，導(dǎo)向槽15實為一螺帽，徑向開一槽，其目的是和活塞桿上部的導(dǎo)向塊配合，使活塞不致于隨著螺帽一起轉(zhuǎn)動。
一外桶體24，該外桶體24固定在底座31上；一中桶體27容置于外桶體24內(nèi)，直徑小于外桶體24，中桶體27與外桶體24共用一底，該中桶體27與外桶體24間形成為干燥室60；一內(nèi)桶體28容置于中桶體27內(nèi)，直徑小于中桶體27，內(nèi)桶體28中為結(jié)晶室50，該內(nèi)桶體28的外壁粘覆有電加熱膜。
其中在外桶體24與密封蓋16之間、密封活塞座21與活塞22之間、密封活塞座21與內(nèi)桶體28之間裝有密封圈25。
一密封活塞座21為中空，該中空部為籽晶室40，密封活塞座21跨置于內(nèi)桶體28的上面，在密封活塞座21的內(nèi)面有一活塞22，該活塞22經(jīng)活塞桿與變速機(jī)構(gòu)10連接；該密封活塞座21的外側(cè)焊接有兩個溫度傳感器23。
其中在中桶體27與外桶體24之間的部分、密封活塞座21的上部，有篩網(wǎng)蓋著的小通氣孔29。
本實用新型的工作過程為該裝置既可進(jìn)行降溫法生長也可進(jìn)行蒸發(fā)法生長。
1、蒸發(fā)法晶體生長首先將籽晶粘在活塞22里端面的籽晶室40，溶液裝入內(nèi)桶體28的結(jié)晶室50，充滿度80％，在外桶體24與中桶體27間隙的干燥室60放置干燥劑。活塞22的位置如圖3所示，固定好活塞座21。
設(shè)備進(jìn)入太空軌道后，啟動馬達(dá)11，馬達(dá)11帶動變速齒輪12的大輪，變速齒輪12的小輪帶動蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的蝸桿13，蝸桿帶動蝸輪14，達(dá)到3000比1的減速比，帶動中央的導(dǎo)向槽15，使活塞22向結(jié)晶室即內(nèi)桶體28內(nèi)移動。此時，籽晶全部浸入溶液中，使得晶體不斷生長。
2、降溫法晶體生長其工作過程和蒸發(fā)法晶體生長基本相同，只是不在外桶體24與中桶體27間隙的干燥室60內(nèi)放置干燥劑。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低和可靠性高的優(yōu)點；該空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器可適用兩種生長方法—蒸發(fā)法和降溫法。
權(quán)利要求1.一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中包括一變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)固定在密封蓋的內(nèi)面上；一外桶體，該外桶體固定在底座上；一中桶體容置于外桶體內(nèi)，直徑小于外桶體，中桶體與外桶體共用一底，該中桶體與外桶體間形成為干燥室；一內(nèi)桶體容置于中桶體內(nèi)，直徑小于中桶體，內(nèi)桶體中為溶液室；一密封活塞座為中空，該中空部為籽晶室，密封活塞座跨置于內(nèi)桶體的上面，在密封活塞座的內(nèi)面有一活塞，該活塞經(jīng)活塞桿與變速機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中變速機(jī)構(gòu)包括一馬達(dá)，該馬達(dá)的軸部與變速齒輪的大輪嚙合，變速齒輪的小輪連接一蝸桿，蝸桿連接蝸輪，蝸輪的中心與中央的導(dǎo)向槽連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中內(nèi)桶體的外壁粘覆有電加熱膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中兩個溫度傳感器焊接在密封活塞座的外側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中在密封蓋的外面套置有一隔離罩蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中在外桶體與密封蓋之間、密封活塞座與活塞之間、密封活塞座與內(nèi)桶體之間裝有密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器，其特征在于，其中在中桶體與外桶體之間的部分、密封活塞座的上部，有篩網(wǎng)蓋著的小通氣孔。
專利摘要一種空間低溫溶液法晶體生長結(jié)晶器,包括一變速機(jī)構(gòu),變速機(jī)構(gòu)固定在密封蓋的內(nèi)面上;一外桶體,外桶體固定在底座上;一中桶體容置于外桶體內(nèi),中桶體與外桶體共用一底,中桶體與外桶體間形成為干燥室;一內(nèi)桶體容置于中桶體中,內(nèi)桶體中為溶液室;一密封活塞座為中空,該中空部為籽晶室,密封活塞座跨置于內(nèi)桶體的上面,在密封活塞座的內(nèi)面有一活塞,該活塞經(jīng)活塞桿與變速機(jī)構(gòu)連接,該密封活塞座與活塞之間為溶液室。
文檔編號C30B7/00GK2409216SQ0020085
公開日2000年12月6日 申請日期2000年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月20日
發(fā)明者陳萬春, 馬文漪, 張春林, 陳國幼, 謝安云, 劉道丹 申請人:中國科學(xué)院物理研究所