坩埚下降法
(Vertical Gradient Freeze method, VGF)
坩埚下降法，此方法与水平区熔法类似，主要是以移动坩埚的方式，使熔汤
内产生温度梯度，进而开始生长晶体。坩埚下降法所使用的加热器分为上下两部
份，炉体内上方之加热器温度较高，下方温度较低，利用加热器产生的温差造成
其温度梯度产生，进而生长晶体。由于生长过程中，加热器之温度是不变的，其
晶体生长时之固液界面与加热器之距离是固定的，此时必须使坩埚下降，使熔汤
经过固液界面，利用坩埚下降之方式，使其熔汤正常凝固形成单晶。其生长原理
如图所示。
坩埚下降法的特点如下：
1) 晶体的形状可以随坩埚的形状而定，适合异型晶体的生长；
2) 可加籽晶定向生长单晶，也可以自然成核，依据几何淘汰的原理生长单晶；
3) 可采用全封闭或半封闭的坩埚进行生长。防止熔体、掺质的挥发，造成
组分偏离和掺杂浓度下降，并且可以有害物质对周围环境的污染；
4) 适合大尺寸、多数量晶体的生长。一炉可以同时生长几根或几十根不同
规格尺寸的晶体；
5) 操作工艺比较简单，易于实现程序化，自动化。坩埚下降法的主要缺点如下：
a)
晶体生长全过程都在坩埚内进行，不便于直接观察晶体的生长情况。但
生长熔点较低的有机晶体例外，可以采用便于观察的玻璃管炉或玻璃坩埚。
b)不同种类的晶体对坩埚材料的物理、化学性能有特定的要求。特别是坩埚与结晶材料的热膨胀系数的匹配要合适，不适于生长晶体时体积膨胀的晶体材料。
c)晶体在坩埚内结晶过程中易产生坩埚对晶体的压应力和寄生成核，所以
对坩埚的内表面光洁度有较高的要求。
d)坩埚下降法生长晶体时，坩埚在下降过程中一般不旋转，因此生长出来
的晶体均匀性往往不如提拉法生长出来的晶体好
坩埚下降法之原理示意图，左熔体较多，晶体较少；右熔体较少，晶体较多
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