Hvad er zone smeltende?

Zone -smeltning er en oprensningsproces for krystaller, især dem, der bruges i halvledere, der bruger varme til at skubbe urenheder fra toppen af ​​en krystal til bunden af ​​en krystal. Når krystallen opvarmes, trækkes urenhederne til bunden af ​​krystallen, og bunden afskæres, hvilket efterlader et oprenset prøve. Der er to måder at udføre zonesmeltning på, med varmezonen enten stationær eller bevægende; Begge ankommer til lignende resultater. Zone -raffinering er processen med at udføre smeltningsproceduren flere gange, indtil krystallen er fuldstændigt oprenset.

For at starte zonesmeltning placeres en krystal i en cylindrisk digel, med en frøkrystall, der stikker ud fra toppen. Frøkrystallen er den hoveddel, der skal renses, skønt nogle af den anden krystal også vil blive renset. Derefter fremstilles en ovn med en smal varmezone nær midten, og krystallen udsættes langsomt for varmezonen.

Der er to hovedmetoder til udførelse af en zen smeltningsproces. I Bridgman -metoden bevæger den varme zone sig mod Crucible, mens diglen er stationær. Stockbarger -metoden er det modsatte, hvor Crucible bevæger sig gennem en varmezone. Mens komplette modsætninger, begge gør det samme.

Når krystallen udsættes for varmezonen, bliver den smeltet. Dette gør det muligt for urenheder i krystallen at bevæge sig frit, og de har en tendens til at bevæge sig mod den koldere del, der ikke føres gennem varmezonen. For at lade alle urenheder bevæge sig, opvarmes krystallen meget langsomt, indtil renheden trækkes ind i bunden af ​​krystallen. Den nederste del af krystallen er savet af, hvilket efterlader en oprenset krystal.

For at sikre, at zonessmeltning er vellykket, bruges en proces kaldet zoneforfining. Dette er det samme som zonesmeltning, men krystallen renses flere gange. Ved at gøre dette flere gange til den samme krystal, worKers kan være sikker på, at krystallen er helt fri for urenheder.

Denne oprensningsproces udføres primært til krystaller, der bruges som halvledere, men den kan også bruges i andre anvendelser. Halvledere er stykker, der bruges i teknik, der har ledningsevne mellem en leder og isolator. Hvis urenheder forbliver i krystallen, ville de forstyrre strømmen af ​​elektricitet, hvilket gør krystallen enten for ledende eller ikke ledende nok.