二、辐射屏对晶体中温场的影响

辐射屏（radiation screen）或保温罩对晶体、熔体中温场的影响与埚壁裸露部分的影响相似。可降低晶体柱面和熔体自由表面上的发射效率η，以及降低晶体中的温度梯度和减小温度梯度的变化，从而降低了晶体中的热弹应力，减小了晶体中热弹应力产生位错的可能性。

米利维茨基（Мидьвидскии）等人[13]-[14]给出了辐射屏存在时的边值条件，应用数值计算求解了热传输方程，得到了不同情况下晶体中的温场，据此求得了晶体中相应的热弹应力（见第十三章第三节之一），并进一步估计了热弹应力于晶体中引起位错的可能性，最后和实验进行了对比。下面介绍他们所获的主要结果。

图1-15是锗晶体在不同生长条件下计算所得的温场和热弹应力场。图1-15（a）是无辐射屏时所得结果，如图所示，等温面是凹面；使用简单的辐射屏后，下部的等温面逐渐变平、变凸，如图1-15（b）；进一步改进辐射屏，等温面完全变凸，如图1-15（c）。由于晶体中的热流恒垂直于等温面，等温面由凹变凸，表明由“环境冷却晶体”变化到“环境加热晶体”，或者说，晶体侧面的发射率η由正变到负，这清楚地表明了辐射屏的效应。对比图（a）、（b）、（c）中温度梯度及温度梯度的变化（根据等温面的分布），可以发现辐射屏明显地降低了温度梯度，减小了温度梯度的变化，特别是在固液界面邻近。在图1-15中已将根据温度分布求得的热弹应力的等切应力线表示出来，图中还将产生位错的区域以及强烈产生位错的区域分别用斜线和交叉斜线表示出来。对比图（a）（b）（c）可以清楚地看到，辐射屏显著地降低了晶体中的热弹应力，完全消除了产生位错的可能性。实验结果表明，相应于图1-15（a）（b）（c）条件下所长成的锗晶体中位错密度分别为5×104 cm-2、5×103 cm-2、0cm-2，定性地与理论估计一致。对硅、砷化镓晶体生长中的温场、热弹应力场的研究也曾作了类似的分析[13]。