Single crystal growth of oxides using additive laser material deposition
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes wurden grundlegende verfahrenstechnische Problemstellungen zur Züchtung oxidischer Einkristalle mittels Laserauftragschweißen erarbeitet. Als Demonstrator diente dabei der Werkstoff Saphir (α-Al2O3). Die wesentlichen Einflussfaktoren auf die Stabilität des Kristallzuchtprozesses sind die Laserleistung, der Pulvermassenstrom des zugeführten Pulvers sowie die Temperatur des Hochtemperaturofens. Durch iterative Abstimmung der entsprechenden Parameter sowie durch Entwicklung weiterer Strategien z.B. diskontinuierlicher Pulverzufuhr oder Rotation des Substratkristalls konnte ein Prozessfenster entwickelt werden, welche die Herstellung von massiven Einkristallen mit einem Durchmesser von 25,4 mm und einer Dicke von 3-4 mm erlauben. Durch Laue-Beugungsuntersuchungen wurde die Einkristallinität der erzeugten Kristalle nachgewiesen. Die Kristalle weisen dabei mit einer Kristallorientierung von 11 ̅20 +/- 4° eine identische Kristallorientierung wie die Substratkristalle auf.
Publications
- Growing of bulk sapphire single crystals using laser material deposition. Journal of Laser Applications 29, No.2, May 2017
Wilms M., Biermann T., Rolink G., Weisheit A., Poprawe R.
(See online at https://doi.org/10.2351/1.4983638)
