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ZnTe晶体因其优异的光电性能而被广泛应用于太赫兹波的产生和探测、激光二极管（LD）、纯绿光发光二极管、光抽运激光器以及光学数据存储等领域。实现ZnTe晶体广泛应用的前提是获得大尺寸、高质量的单晶体。只有深入理解ZnTe晶体的生长机制、建立生长条件和生长结果之间的联系,才能从理论上指导晶体生长实验,获得理想的晶体。本文首先针对ZnTe晶体的温度梯度溶液（TGSG）法生长过程,建立一个同时描述其中各种传输现象及生长界面的有限元数值模型,用以揭示其中各种重要的生长规律。再由这个基本数值模型出发,从控制传热的角度讨论生长界面及结晶质量的优化问题,从控制对流的角度讨论促进溶液混合、优化溶质分配的问题。最后利用Maxwell-Stefan传质理论,研究Cd0.9Zn0.1Te晶体Bridgman生长过程中的多组元传质现象。建立了一个有限元数值模型,用以描述ZnTe晶体TGSG法生长过程中传热、热溶质双扩散对流、溶质输运、非等温相变等现象。估算了ZnTe晶体的几项重要热物理性质。用伽辽金有限元法对模型中的计算域及偏微分方程进行离散化及数值求解,利用动网格技术保证计算域的高效有限元划分,利用参数延拓法考察任意参数对生长过程的影响、促进非线性模型的求解。对ZnTe晶体TGSG法生长的全过程进行了数值模拟,分析了整个过程中各传输现象及生长界面位置形貌的演变规律。模拟结果显示,生长界面前的对流在生长开始后不久即迅速减弱甚至消失,使得该处ZnTe溶质的传输主要依靠扩散缓慢进行。高密度、低结晶温度的富Te溶液倾向于在生长界面中心附近聚集,使得该处固液界面推进缓慢、深度加深,这往往会导致生长界面畸变为截然不同的两部分。提高温度梯度可以显著提高生长速率,但不会改善生长界面的分段现象,也就无法消除晶体的不均匀生长。TGSG法生长ZnTe晶体时的生长速率一般低至每天几个毫米,结晶潜热对其中宏观传输现象的影响非常微弱。为了优化导热条件,设计了由圆柱形石墨芯和莫来石外筒组成的坩埚支撑结构。数值模拟了石墨芯半径对各种生长现象的影响。发现当整个坩埚支撑结构都为石墨时,微凸或平直生长界面可以维持最长的生长距离。对采用了最优坩埚支撑结构的生长过程进行了模拟。在晶体生长初期,溶液内存在上下两个顺时针方向的涡流。生长开始后,生长界面附近的顺时针涡流很快消失,一个浓度梯度区域随之出现,并不断扩大。在该浓度梯度区域内,ZnTe溶质只能依靠扩散向生长界面传输。生长界面在生长初期为凸界面,待生长至晶锭总长度的二分一处时转为平直,之后转为凹界面,且界面深度逐渐增加,但没有出现未采用本支撑结构时发生的生长界面分段现象。生长界面为凹界面时,其深度仍明显小于未采用本支撑结构时的情况。优化后的生长界面将有利于提高ZnTe晶体的单晶率及结晶质量。利用已有的近似理论,估算出可能适用于本文生长系统的坩埚加速旋转技术（accelerated crucible rotation technique,ACRT）参数,模拟了其对生长过程的影响。通过不断改进各个ACRT参数的估算值,模拟其对生长的影响,最终确定了ACRT参数的最佳值。在模拟过程中发现,采用“梯形波”ACRT曲线时,生长界面前顺时针和逆时针的对流交替出现,低浓度溶液在生长界面中心处的聚集以及同其他部分溶液的混合也重复性发生。在恒速阶段,生长界面前一般会出现顺时针的Ekman对流,生长界面前溶液仅在这个阶段才有可能达到充分混合。在零速阶段,生长界面前的Ekman对流为逆时针方向,大量低浓度溶液会向生长界面中心处聚集。如果ACRT在生长界面附近产生的顺时针及逆时针的Ekman对流过强,在减速段结束时的生长界面中心处以及恒速段结束时的生长界面边缘处就会很容易出现组分过冷。调整ACRT的参数,如适当加长坩埚减速旋转的时间和降低坩埚的最高转速,既可充分混合溶液,又可避免组分过冷。对ACRT参数的优化需要针对某一具体生长系统,用数值模拟的方法反复摸索才能得出。利用Maxwell-Stefan传质理论,将Zn-Te二元传质模型扩充为Zn-Te-Cd三元传质模型,并对Cd0.9Zn0.1Te晶体的Bridgman生长过程进行了模拟。首次估算了Cd0.9Zn0.1Te熔体中两两组分之间的Maxwell-Stefan扩散系数,DZn,Te、DTe,Cd和DZn,Cd的值分别为2.3×10-8 m2/s、1.8×10-8 m2/s和1.3×10-8 m2/s。模拟结果显示,在生长初始阶段,在Zn扩散和Cd扩散的共同影响下,Te向着远离生长界面的方向扩散,在生长界面附近形成了浓度梯度,且其方向与扩散方向相同。坩埚下降速率变快时,Zn和Cd在生长界面前的分布更加不均匀,二者对Te扩散驱动作用的差异更加突显,导致Te在生长界面前的分布也更不均匀。通过分析Maxwell-Stefan扩散系数对生长过程的影响,发现在三元体系的晶体生长过程中,各扩散系数及其之间的比值都对组分的扩散有很大影响。