布里奇曼法生长对三联苯单晶及其掺杂晶体的数值模拟和实验研究
对三联苯、并四苯和并五苯等有机晶体材料在闪烁计数器、聚合物发光二极管、有机场效应管和微波激射器等领域有广泛且重要的应用。布里奇曼晶体生长技术具有成本低、用途广、适应性强和设备简便等优点,因而被广泛的用于有机材料晶体生长领域。
本论文针对对三联苯等有机材料晶体生长的困难因素,根据布里奇曼晶体生长技术的特点,进行对三联苯单晶生长过程的数值模拟和实验,研究生长容器(安瓿)的形状和结构对晶体缺陷、晶格结构和晶体性能的影响;同时,以对三联苯为主体,并四苯和并五苯分别为客体,开展掺杂晶体生长实验,研究不同浓度的掺杂对晶格结构和晶体性能的影响。具体内容包括:(1)运用数值模拟方法,对布里奇曼法对三联苯单晶生长过程的热场和流场耦合的多物理场进行了瞬态模拟仿真,研究了安瓿的尖端形状和锥角结构对晶体生长过程中的温度分布、熔体流动和结晶界面的影响。
模拟结果表明,相对于平底安瓿和圆底安瓿,锥底安瓿的尖端形状既可以有效改变其热场分布,使其在结晶过程中形成水平的结晶界面,有助于晶体的生长;又能使其流场中形成显著而稳定的上、下涡流,利于将杂质向边缘驱赶; ...