¿Cuál es el proceso Czochralski?
El proceso Czochralski es un método para la producción de cristales individuales, trozos sólidos de material con una matriz de cristal uniforme. Dichos cristales se utilizan en la construcción de componentes electrónicos, así como en la investigación científica y una serie de otras aplicaciones donde se necesita un cristal de alta calidad con una matriz uniforme. Los joyeros, por ejemplo, pueden utilizar el proceso Czochralski en la formación de piedras preciosas de alto rendimiento para sus proyectos, al igual que las instalaciones de investigación con una necesidad de materiales como Diamond pueden cultivarlos en el laboratorio utilizando esta técnica.
Este proceso lleva el nombre de un investigador polaco que lo descubrió al comienzo del siglo XX. Comienza con derretir los componentes de los cristales en un crisol capaz de tolerar temperaturas extremadamente altas. El crisol se coloca típicamente en un horno cerrado con un control de temperatura muy preciso. El alto control es crítico, ya que el proceso fallará si la mezcla está demasiado caliente o demasiado fría, y muy exLos sensores de ACT pueden colocarse en varios lugares para monitorear los cambios de temperatura.
Cuando la mezcla se calienta con cualquier dopante y otras adiciones que puedan ser necesarias, un técnico puede reducir cuidadosamente una varilla con un cristal de semillas. Esto generalmente se hace con el uso de equipos mecánicos, en lugar de a mano. A continuación, la barra se retira cuidadosa y muy lentamente a medida que la mezcla forma una matriz sólida alrededor del cristal de semillas. El resultado final del proceso Czochralski debe ser un registro sólido de material, con algunos restos en la parte inferior del crisol.
En la configuración donde la temperatura sube demasiado alta, el cristal de semillas puede derretirse. La introducción del cristal a bajas temperaturas puede causar la cristalización prematura de todo el contenido del crisol, completo con grietas, líneas de fractura y otras impurezas. Este proceso es lento; La retirada del cristal de semillas se mide en milímetros porhora. El control cuidadoso necesario en todo el proceso Czochralski puede producir cristales de muy alta calidad con un mínimo de impurezas.
Los costos de producción pueden depender de las materias primas necesarias y del tamaño del cristal. Los cristales más grandes son más difíciles de crecer y requieren mayores grados de control. Algunos componentes crudos son muy caros. Los cristales del proceso Czochralski son químicamente idénticos a las formaciones naturales, pero tienen una calidad y confiabilidad mucho más altas. Esto generalmente es deseable en entornos como laboratorios y fabricantes de electrónica, pero los joyeros a veces tienen dificultades para vender piedras cultivadas en laboratorio debido a la preferencia del consumidor por las piedras naturales.