Investigation of Marangoni convection during contactless crystal growth in microgravity conditions

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The influence of melt meniscus length on the velocity caused by Marangoni convection during non-contact crystal growing has been studied by using Te-doped GaSb single crystal grown under microgravity conditions.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Voloshin

National Research Centre “Kurchatov Institute”; Mendeleev Russian University of Chemical Technology; National University of Science and Technology “MISIS”

Autor responsável pela correspondência
Email: voloshin@crys.ras.ru

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

Rússia, Moscow; Moscow; Moscow

Е. Rudneva

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: voloshin@crys.ras.ru

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

Rússia, Moscow

V. Manomenova

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: voloshin@crys.ras.ru

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

Rússia, Moscow

А. Prostomolotov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of Russian Academy of Sciences

Email: voloshin@crys.ras.ru
Rússia, Moscow

N. Verezub

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of Russian Academy of Sciences

Email: voloshin@crys.ras.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Стрелов В.И., Куранова И.П., Захаров Б.Г., Волошин А.Э. // Кристаллография. 2014. Т. 59. С. 861. https://doi.org/10.7868/S0023476114060289
  2. Jiang H., Liao W., Chen E. // Symmetry. 2024. V. 16. P. 844. https://doi.org/10.3390/sym16070844
  3. Onoda K., Nanzai B. // Processes. 2024. V. 12(3). P. 609. https://doi.org/10.3390/pr12030609
  4. Левич В.Г. // Физико-химическая гидродинамика. Москва: Издательство Академии наук СССР. 1952. 538 c.
  5. Nishinaga T., He J., Nakamura T., Ge P., Huo C. // J. Cryst. Growth. 1997. V. 174. P. 96. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(96)01084-6
  6. Nakamura T., Nishinaga T., Ge P., Huo C. // J. Cryst. Growth. 2000. V. 211. P. 441. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(99)00786-1
  7. Ge P., Nishinaga T., Huo C., Xu Z., He J., Masaki M., Washyama M., Xie X., Xi R. // Microgravity Q. 1993. V. 3. P. 161.
  8. Voloshin A.E., Lomov A.A., Nishinaga T., Ge P., Huo C. // J. of Crystal Growth. 2002. V. 236. P. 501. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)02200-X
  9. Voloshin A.E., Nishinaga T., Ge P., Huo C. // J. Cryst. Growth. 2002. V. 234. P. 12. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)01621-9
  10. Волошин А.Э., смольский И.Л. // Кристаллография. 1993. Т. 38. С. 12.
  11. Voloshin A.E., Smolsky I.L. // Phys. St. Sol. (b). 1995. V. 192. P. 73. https://doi.org/10.1002/pssb.2221920109
  12. Полтавцев Ю.Г. // Структура полупроводниковых расплавов. Москва: Металлургия, 1984. 232 c.
  13. Волошин А.Э. // Кристаллография. 2013. Т. 58. № 6. С. 942. https://doi.org/10.1134/S1063774513060254
  14. Burton J.A., Prim R.C., Slichter W.P. // J. Chem. Phys. 1953. V. 21. N 11. P. 1987.
  15. Ostrogorsky A.G., Muller G. // J. Cryst. Growth. 1993. V. 128. P. 207. https://doi.org/10.1016/0022-0248(93)90320-v
  16. Garandet J.P., Favier J.J., Camel D. // J. Cryst. Growth. 1993. V.130. P. 113. https://doi.org/10.1016/0022-0248(93)90843-L
  17. Garandet J.P., Corre S., Kaddeche S., Alboussiere T. // J. Cryst. Growth. 2000. V. 209. P. 970. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(99)00630-2
  18. Prostomolotov A.I., Verezub N.A., Voloshin A.E. // J. Cryst. Growth. 2014. V.401. P. 111. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2014.02.029
  19. Voloshin A.E., Prostomolotov A.I., Verezub N.A. // J. Cryst. Growth. 2016. V. 45. P. 188. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.08.003
  20. Термодинамические Константы Веществ. База данных. Поиск по брутто-формуле. http://www.chem.msu.su./cgi-bin/tkv.pl.
  21. Duffar T., Dusserre P., Abadie J. // Adv. Space Res. 1995. V. 167. P. 199. https://doi.org/10.1016/0273-1177(95)00160-G
  22. Harter I., Duffar T., Dussere P. //Proc. 7th Eur. Symp. Mater. Fluid Sci. in Microgravity, 1989 / Oxford, UK, ESA SP-295. 1990. P. 69.
  23. Tegetmeier A., Croll A., Danilewsky A., Benz K.W. // J. Cryst. Growth. 1996. V. 166. P. 651-656. https://doi.org/10.1016/0022-0248(96)00134-0
  24. Harter I., Dussere P., Duffar T., Nabot J.P., Eusthatopoulos N. // J. Cryst. Growth. 1993. V. 131. P. 157. https://doi.org/10.1016/0022-0248(93)90409-P
  25. Дашевский М.Я., Кукуладзе Г.В., Лазарев В.Б., Миргаловская М.С. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1967. Т. 3. С. 1561.
  26. Cahn J.W., Hanneman R.E. // Surf. Sci. 1964. V. 1. N 4. P. 387. https://doi.org/10.1016/0039-6028(64)90006-8
  27. Болтакс Б.И., Гуторов Ю.А. // ФТТ. 1959. Т.1. В. 7. С.1015.
  28. Müller G. Convection and inhomogeneities in crystal growth from the melt. // Crystals, Properties, and Applications. 1988. V. 12. Berlin: Springer. P. 1–136.
  29. Raffy C., Duffar T. // Internal Report, CEA-Grenoble, France, SES No. 15/95, 1995.
  30. Saghira M.Z., Chacha M., Islamb M.R. // J. Cryst. Growth. 2002. V. 234. N 2. P. 285. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)01699-2
  31. Магомедов Я.Б., Билалов А.Р. // ФТТ. 2000. Т. 35. Вып. 5. С. 521.
  32. Boiton P., Giacometti N., Santailler J.L., Duffar T., Nabot J.P. // J. Cryst. Growth. 1998. V. 194. N 1. P. 43. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(98)00617-4
  33. Волошин А.Э. // Кристаллография. 2015. Т.60. С. 427. https://doi.org/10.7868/S0023476115030248
  34. Горелик С.С., Дашевский М.Я. // Материаловедение полупроводников и диэлектриков. Москва: Металлургия, 1988. 576 с.
  35. Aptea P.A., Zeng X. C. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 221903-1. https://doi.org/10.1063/1.2937444
  36. Turnball D.J., Cech R.E. // J. Appl. Phys. 1950. V. 21. P. 804. https://doi.org/10.1063/1.1699763
  37. Rosenberger F., Muller G. // J. Cryst. Growth. 1983. V. 65. N 1. P. 91. https://doi.org/10.1016/0022-0248(83)90043-X
  38. Бармин И.В., Земсков В.С., Раухман М.Р., Сенченков А.С., Егоров А.В., Антипов А.И., Агапова Е.А. // Гидромеханика и тепломассообмен в невесомости. М.: Наука, 1982. С. 209.
  39. Земсков В.С., Раухман М.Р., Бармин И.В., Сенченков А.С., Шульпина И.Л., Сорокин Л.М. // Физика и химия обработки материалов. 1983. № 5. С. 56.
  40. Wilcox W.R., Regel L.L. // Microgravity Sci. Technol. 1995. V. VIII/1. P. 56.
  41. Duffar T., Paret-Harter I., Dusserre P. // J. Cryst. Growth. 1990. V. 100. P. 171. https://doi.org/10.1016/0022-0248(90)90620-Z
  42. Duffar T., Boiton P., Dussere P., Abadie J. // J. Cryst. Growth. 1997. V. 179. P. 397. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(97)00178-4
  43. Полежаев В.И., Бунэ А.В., Верезуб Н.А., Глушко Г.С., Грязнов B.Л., Дубовик К.Г., Никитин C.А., Простомолотов А.И., Федосеев А.И., Черкасов С.Г. // Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье–Стокса. Москва: Наука, 1987. 272 с.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Crystallization regions of the rounded front (A) and face (B).

Baixar (15KB)
Metadados
3. Fig. 2. Averaged parallel to the crystallization front, the distribution of Te in the region of the growth of the rounded front and the calculation using the BPS model. The upper part of the figure shows a graph of the change in the gap δl between the ampoule wall and the left side of the crystal with a shift of 0.5 mm (see the text for explanations).

Baixar (30KB)
Metadados
4. Fig. 3. Geometry of interphase boundaries near the crystallization front in the absence of contact between the crystal and the container walls.

Baixar (35KB)
Metadados
5. Fig. 4. Dependence on δl, calculated from the measured values ​​of CTe, and its approximation using formula (9).

Baixar (19KB)
Metadados
6. Fig. 5. Schematic diagram illustrating the model for the numerical solution of a two-dimensional convective diffusion problem.

Baixar (15KB)
Metadados
7. Fig. 6. Schematic diagram illustrating the model for numerical calculation of the Marangoni convection velocity.

Baixar (11KB)
Metadados
8. Fig. 7. Results of 2D modeling of Marangoni convection: a – dependence of the maximum convective flow velocity V∞ on the gap δl between the lateral surface of the crystal and the container wall; b – distribution of the convective flow velocity; c – temperature distribution at δl = 0.05 cm.

Baixar (34KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».