半导体材料晶体生长向大直径发展,为抑制熔体严重的热对流,采用钕铁硼永磁体,向熔体空间引入磁场。当磁场强度达到某一临界强度时,熔体宏观对流被抑制。扩散是熔体中杂质输运的唯一机制(扩散控制),它等效太空微重力晶体生长。本项目研究半导体硅、砷化镓的等效微重力生长。其主要成果有国内、外首次设计制造出钕铁硼永磁体,能向熔体空间引入在100~2000Gs连续可调的"cusp"磁场;首次推导出直拉法生长晶体时引入磁场强度与等效微重力量级间的对应关系;控制马兰哥尼对流可灵活控制硅单晶中氧含量;引入磁场对应g=g0?0-3~g0?0-4条件下,生长硅单晶、砷化镓单晶,均匀性得到极大改善。等效微重力生长,为人工晶体生长,开拓了一个新的研究领域。