【国际论文】移动磁场下 VGF β-Ga₂O₃ 生长的数据驱动可行性研究

        由德国莱布尼茨晶体研究所 (IKZ)的研究团队在学术期刊 Journal of Crystal Growth 发布了一篇名为 Data-driven feasibility study of VGF β-Ga₂O₃ growth under traveling magnetic fields（移动磁场下 VGF β-Ga₂O₃ 生长的数据驱动可行性研究）的文章。

摘要

        研究人员进行数值模拟研究了在氩氧气氛下，在涂覆蓝宝石坩埚中，行波磁场对 β-Ga₂O₃ 晶体垂直梯度冻结生长的影响。该研究旨在通过应用由 KRIST MAG∼® 加热器产生的洛伦兹力来实现更平坦的固液界面，从而增强 β-Ga₂O₃ 晶体的生长。此外，该研究还试图确定一种化学抗性和对洛伦兹力大小影响最小的涂层材料。

        为了推导出将洛伦兹力与关键生长参数联系起来的方程，我们利用了 SISSO，这是一种结合符号回归和压缩感知的机器学习技术。数值结果表明，向上的行波磁场通过抵消浮力、增强涡流强度和平坦化先前凸起的界面，显着改变了固液界面形状。Pt-Rh 合金涂层对洛伦兹力大小的影响最小。洛伦兹力表现出对交流电的二次依赖性，具有相移的周期性，以及具有频率的不对称高斯分布。

       压缩感知与数值数据相结合，产生了广泛适用且可解释的方程，用于预测 VGF 生长装置中的洛伦兹力值，确定相移作为关键变量。

图 1. 配备顶部和侧面 KRIST MAG∼® HMM 的用于生长 4 英寸 Ga₂O₃ 晶体的 VGF 炉模型。

图 2. 热区浮力状态下的温度和速度分布，工艺参数为：加热功率 34 kW，生长速度 15 mm/h，结晶 Ga₂O₃ 占 10%。

DOI：

doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2024.128049