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표제지
목차
1. 서론 9
1.1. 연구배경 9
1.2. 연구목적 11
1.3. 연구내용 12
2. 사파이어 단결정 성장로의 구조 및 공정 15
2.1. 사파이어 단결정 성장로의 구조 15
2.2. 사파이어 단결정 성장로의 공정 15
3. 수치해석방법 18
3.1. 지배방정식과 경계조건 18
3.2. 수치기법 및 계산격자계 22
4. 결과 및 검토 25
4.1. 4면 온도제어 방식을 6면 온도제어 방식으로 변경 25
4.2. 6면 온도제어 방식에서 2면 발열체의 최대 전력값 변경 32
4.3. 4면 발열체의 온도이력 변경 37
4.4. 반사판의 설치 위치 변경 38
4.5. 설계변수 개선에 따른 결정 성장로의 공정 해석 43
5. 결론 55
참고문헌 57
ABSTRACT 58
Table 1. Material properties 20
Table 2. Comparison of crystal seed size between 4-face and 6-face temperature control 27
Table 3. Comparison of mean temperature in sapphire at several times according to the alteration of reflector position 41
Table 4. Comparison of electric power of 4-face heater at several times according to the alteration of reflector position 42
Table 5. Radiative heat flux through all radiative surfaces at melting process and crystal growing process 53
Table 6. Comparison between heat source and heat loss at melting process and crystal growing process 54
Fig.1. Shape and structure of sapphire crystal growth furnace 16
Fig.2. Computational domain and surface grid system 21
Fig.3. Crystal height variation according to the time elapse in cases of 4-face and 6-face temperature control 26
Fig.4. Temperature distribution inside sapphire at the initial stage of crystal growth in cases of 4-face and 6-face temperature control 28
Fig.5. Two different shapes of crystal growth 29
Fig.6. Interface shape between solid phase and liquid phase of sapphire in melting process(at about 7.5 hour after the start of furnace operation) 31
Fig.7. Solidification interface shape In crystal growing process(at about 10.3 hour after the start of furnace operation) 31
Fig.8. Crystal height variation according to the time elapse in case of maximum electric power alteration of 2-face heater 33
Fig.9. Size variation of crystal seed according to the alteration of maximum electric power of 2-face heater 34
Fig.10. Temperature distribution inside sapphire at the initial stage of crystal growth in case of maximum electric power alteration of 2-face heater 36
Fig.11. Size variation of crystal seed according to the alteration of maximum temperature range of 4-face heater 38
Fig.12. Crystal height variation according to the time elapse in case of reflector position alteration 39
Fig.13. Size variation of crystal seed according to the alteration of reflector position 40
Fig.14. Overall temperature distribution inside crystal growth furnace at several times 45
Fig.15. Crystal height variation according to the time elapse 46
Fig.16. Interface shape between solid phase and liquid phase of sapphire 49
Fig.17. Temperature variation of 4-face heater, sapphire and 2-face heater according to the time elapse 50
Fig.18. Radiation intensity distribution at melting process and crystal growing process 52
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