Jaký je proces Czochralski?
Proces Czochralski je metodou pro výrobu jednotlivých krystalů, pevných kousků materiálu s rovnoměrnou krystalovou matricí. Takové krystaly se skvěle používají při konstrukci elektronických složek, jakož i ve vědeckém výzkumu a řadě dalších aplikací, kde je potřeba vysoce kvalitní krystal s jednotnou matricí. Například klenotníci mohou využívat proces Czochralski při vytváření vysoce výkonných drahokamů pro své projekty, stejně jako výzkumná zařízení s potřebou materiálů, jako je Diamond, může v laboratoři růst pomocí této techniky. Začíná to roztavením složek krystalů v kelímku schopném tolerovat extrémně vysoké teploty. Krouvitelný je obvykle umístěn v uzavřené peci s velmi přesnou kontrolou teploty. Vysoká kontrola je kritická, protože proces selže, pokud je směs příliš horká nebo příliš studená a velmi exSenzory ACT mohou být umístěny na několika místech pro sledování změn teploty.
Když je směs zahřívána jakýmkoli dopantem a dalšími doplňky, které mohou být nutné, může technik pečlivě snížit tyč se semenným krystalem. To se obvykle provádí spíše pomocí mechanického vybavení než rukou. Dále je tyč pečlivě a velmi pomalu stažen, protože směs tvoří pevnou matrici kolem semenného krystalu. Konečným výsledkem procesu Czochralski by měl být solidní protokol materiálu, s některými zbytky ve spodní části kelímku.
V nastavení, kde teplota stoupá příliš vysoko, se semen se může roztavit. Zavedení krystalu při nízkých teplotách může způsobit předčasnou krystalizaci celého obsahu kelímku, kompletní s prasklinami, zlomovými liniemi a dalšími nečistotami. Tento proces je pomalý; Stažení semenného krystalu se měří v milimetrech zahodina. Pečlivá kontrola potřebná během procesu Czochralski může přinést velmi kvalitní krystaly s minimem nečistot.
Výrobní náklady mohou záviset na potřebných surovin a na velikosti krystalu. Větší krystaly jsou náročnější na růst a vyžadují větší stupeň kontroly. Některé surové komponenty jsou velmi drahé. Procesní krystaly Czochralski jsou chemicky totožné s přírodními formacemi, ale mají mnohem vyšší kvalitu a spolehlivost. To je obvykle žádoucí v nastavení, jako jsou laboratoře a výrobci elektroniky, ale klenotníci mají někdy potíže s prodejem laboratorních kamenů kvůli preferenci spotřebitelů pro přírodní kameny.