一种单晶元件制备系统技术方案

本申请公开了一种单晶元件制备系统，包括：密闭壳体，还包括：电磁加热装置，设置于所述密闭壳体外部，用于提供电磁加热的交变磁场；加热工装，设置于所述密闭壳体内部，内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件；所述加热工装感应所述交变磁场产生热量，且所述电磁加热装置沿着所述加热工装的延伸方向移动。本申请提供的单晶元件制备系统，升温快，温度梯度可控，加快了晶界的延伸速度，提高制备成的单晶元件的效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶元件制备系统
本申请属于晶体材料制造领域，具体涉及一种单晶元件制备系统。
技术介绍
单晶铜是非常好的衬底材料，在表面科学、薄膜制备方面起到了越来越重要的作用，特别是近年铜上石墨烯的生长越发成熟，单晶铜箔对于提高石墨烯的质量具有重要作用。目前，所使用的单晶铜的制备方法主要是对多晶铜箔进行退火，使得多晶铜箔中的晶界延伸，直至消失，形成单晶铜。其中，退火主要是依靠高温对多晶铜进行全面加热；特别是在制备大尺寸的单晶铜时，依靠高温对多晶铜进行全面加热，存在升温慢、加热的温度梯度不易精确控制，影响晶界的延伸速度；进而造成制备的单晶铜的效率和质量存在缺陷和不足。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种单晶元件制备系统，以解决现有技术中的不足，通过对多晶元件的局部进行加热并控制加热区域，使得多晶元件具有明显的温度梯度，提高多晶元件的晶界延伸速度，进而提高制备的单晶元件的效率和质量。本申请采用的技术方案如下：一种单晶元件制备系统，包括：密闭壳体，还包括：电磁加热装置，设置于所述密闭壳体外部，用于提供电磁加热的交变磁场；加热工装，设置于所述密闭壳体内部，内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件；所述加热工装感应所述交变磁场产生热量，且所述电磁加热装置沿着所述加热工装的延伸方向移动。进一步的，所述电磁加热装置包电磁源和移动部件，其中，所述电磁源装置固定在所述移动部件上。进一步的，所述电磁源包括相互电连接的电源和感应线圈；其中，所述电源固定在所述移动部件上；所述感应线圈绕设在所述密闭壳体外部。进一步的，所述电源为交流电源；其中，所述交流电源的频率为50-200KHz，功率为20-50KW。进一步的，所述加热工装包括间隙配合的第一石墨块和第二石墨块；其中，所述多晶元件固定在所述第一石墨块和所述第二石墨块之间。进一步的，所述第一石墨块靠近所述第二石墨块的一面设置有凹槽，用于放置所述多晶元件。进一步的，所述凹槽与所述多晶元件间隙配合。进一步的，所述第二石墨块朝向所述第一石墨块的一面设置有凸台，所述凸台与所述凹槽间隙配合，用于固定所述多晶元件。。进一步的，所述多晶元件的一端为尖端形状。进一步的，所述加热装置从所述多晶元件的所述尖端位置开始向所述多晶元件的另一端水平移动。与现有技术相比，本申请通过在密闭壳体外部设置电磁加热装置，用于提供电磁加热的交变磁场；并在密闭壳体内部设置加热工装，所述加热工装内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件；所述加热工装感应所述交变磁场，基于趋肤效应原理，在内部产生电流，进而产生热量，可以使得固定在所述加热工装内的所述多晶元件的温度快速上升；且由于所述电磁加热装置沿着所述加热工装的延伸方向移动，采取局部加热，减小加热面积，并通过对所述电磁加热装置的移动速度和电磁强度进行调控，可以精确的控制所述加热工装的温度梯度，进而控制所述加热工装内的所述多晶元件的温度梯度，加快晶界的延伸速度，提高制备成的单晶元件的效率和质量。附图说明图1是本申请单晶元件制备系统组成图；图2是本申请加热工装剖视图；图3是本申请多晶元件尖端加工图1；图4是本申请多晶元件尖端加工图2。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。如图1所示，本申请的实施例提供了一种单晶元件制备系统，包括密闭壳体3、电磁加热装置1和加热工装2，其中：所述电磁加热装置1设置于所述密闭壳体3外部，用于提供电磁加热的交变磁场；所述加热工装2设置于所述密闭壳体3内部，内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件4；所述加热工装2感应所述交变磁场产生热量，且所述电磁加热装置1沿着所述加热工装2的延伸方向移动。在晶体制造领域，所述单晶元件通常依靠对所述多晶元件4进行高温退火处理，使得多晶元件4中的晶界延伸，进而获得单晶元件。其中，所述高温退火可以采用直接加热和电磁加热。本申请实施例在采用所述电磁加热的基础上，设置了可以沿着所述密闭壳体3外部移动的电磁加热装置1。通过控制所述电磁加热装置1的移动速度和电磁感应强度，可以对所述加热工装2采取局部加热，加热的温度也可以进行调控，进而使得所述加热工装2内部的所述多晶元件4具有明显的温度梯度，加快所述多晶元件4上的晶界的延伸速度，提高所述单晶元件制备的质量和效率。特别是随着所述单晶元件应用的趋势，需要的所述单晶元件的尺寸越来越大，采用本申请提供的所述电磁加热装置1可移动的间接加热法，有利于提高生产速度。其中，如图1所示，在本申请具体实施时，所述密闭壳体3采用两边开口、中间相通的石英管，所示石英管两端通过设置法兰31进行密封；两边开口，可以用于将所述加热工装2装置进所述密闭壳体3内部；且所述石英管内部设置有限位装置33，用于保证在批量生产时，批量的所述加热工装2放置进所述所述石英管内部时，位置的一致性，避免因为所述加热工装2在所述石英管内部的放置位置不同而影响加热效果。此外，所述密闭壳体3的两端还对称设置有用于支撑的支架32。本申请通过在密闭壳体3外部设置电磁加热装置1，用于提供电磁加热的交变磁场；并在密闭壳体内部设置加热工装2，其中，所述加热工装2内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件4；所述加热工装2感应所述交变磁场，基于趋肤效应原理，在内部产生电流，进而产生热量，可以使得固定在所述加热工装2内的所述多晶元件4的温度快速上升；且由于所述电磁加热装置1沿着所述加热工装2的延伸方向移动，采取局部加热，减小加热面积，并通过对所述电磁加热装置1的移动速度和电磁强度进行调控，可以精确的控制对所述加热工装2内的所述多晶元件4的温度梯度，加快晶界的延伸速度，提高制备成的单晶元件的效率和质量。具体的，如图1所示，所述电磁加热装置1包电磁源11和移动部件12，其中，所述电磁源装置11固定在所述移动部件12上。可以通过控制所述移动部件12沿着所述加热工装2的延伸方向移动，使得所述电磁加热装置11对所述加热工装2进行局部加热，减小受热面积，进而使得所述加热工装2内的所述多晶元件4的具有明显的温度梯度，提高所述多晶元件4的晶界的延伸速度，进而提高制备成的单晶元件的效率和质量。此外，所述电磁加热装置1还包括驱动装置13和温度传感器14。其中，所述驱动装置13设置在所述移动部件12上，用于驱动所述移动部件12沿着所述加热工装2的延伸方向移动；所述温度传感器14设置在所述电磁源11上，用于实时监测所述加热工装2的加热温度。通过所述驱动装置13对移动部件12的移动速度进行控制，即对所述电磁源11的移动速度进行控制，并通过所述温度传感器14实时监控所述加热工装2的加热温度，可以精准的控制所述加热工装2内的所述多晶元件4的加热温度。在本申请具体实施时，对所述多晶元件4进行加热时，起始阶段，所述移动部件12在所述加热工装2的一端静止，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶元件制备系统，包括：密闭壳体，其特征在于，所述单晶元件制备系统还包括：/n电磁加热装置，设置于所述密闭壳体外部，用于提供电磁加热的交变磁场；/n加热工装，设置于所述密闭壳体内部，内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件；/n所述加热工装感应所述交变磁场产生热量，且所述电磁加热装置沿着所述加热工装的延伸方向移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种单晶元件制备系统，包括：密闭壳体，其特征在于，所述单晶元件制备系统还包括：
电磁加热装置，设置于所述密闭壳体外部，用于提供电磁加热的交变磁场；
加热工装，设置于所述密闭壳体内部，内固定有用于通过高温退火生成所述单晶元件的多晶元件；
所述加热工装感应所述交变磁场产生热量，且所述电磁加热装置沿着所述加热工装的延伸方向移动。


2.根据权利要求1所述的单晶元件制备系统，其特征在于，所述电磁加热装置包电磁源和移动部件；其中，所述电磁源装置固定在所述移动部件上。


3.根据权利要求2所述的单晶元件制备系统，其特征在于，所述电磁源包括相互电连接的电源和感应线圈；其中：
所述电源固定在所述移动部件上；
所述感应线圈绕设在所述密闭壳体外部。


4.根据权利要求3所述的单晶元件制备系统，其特征在于，所述电源为交流电源；其中：
所述交流电源的频率为50-200KHz，功率为20-50KW。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34