チョクラルスキープロセスとは

チョクラルスキー法は、単結晶、均一な結晶マトリックスを持つ固体の塊の製造方法です。 そのような結晶は、電子部品の構築、科学研究、均一なマトリックスを備えた高品質の結晶が必要な他の多くのアプリケーションで有名です。 たとえば宝石商は、ダイヤモンドなどの材料を必要とする研究施設がこの手法を使用してラボで成長できるように、チョクラルスキープロセスをプロジェクトの高性能宝石の形成に利用できます。

このプロセスは、20世紀の初めに発見したポーランドの研究者にちなんで命名されました。 それは、非常に高い温度に耐えることができるるつぼで結晶の成分を溶かすことから始まります。 るつぼは通常、非常に正確な温度制御を備えた密閉ki内に配置されます。 混合物が高すぎたり低すぎたりするとプロセスが失敗し、温度変化を監視するために非常に正確なセンサーが複数の場所に配置される可能性があるため、高度な制御が重要です。

混合物をドーパントやその他の必要な添加物で加熱した場合、技術者は種結晶でロッドを慎重に下げることができます。 これは通常、手ではなく、機械装置を使用して行われます。 次に、混合物が種結晶の周りに固体マトリックスを形成するので、ロッドを慎重に非常にゆっくりと引き出します。 チョクラルスキー法の最終結果は、るつぼの底にいくつかの残余物を含む材料の堅固なログになるはずです。

温度が高くなりすぎる設定では、種結晶が溶ける可能性があります。 低温で結晶を導入すると、cr堝の内容物全体が早期に結晶化し、亀裂、破断線、およびその他の不純物が完全に発生する可能性があります。 このプロセスは遅いです。 種結晶の引き出しは、1時間あたりのミリメートルで測定されます。 チョクラルスキープロセス全体で慎重に制御することで、不純物を最小限に抑えた非常に高品質の結晶を生成できます。

生産コストは、必要な原材料と結晶のサイズに依存します。 より大きな結晶は成長がより難しく、より高度な制御が必要です。 一部の未加工コンポーネントは非常に高価です。 チョクラルスキープロセス結晶は、化学的に天然の層と同一ですが、品質と信頼性がはるかに高くなっています。 これは通常、ラボや電子機器メーカーなどの環境で望ましいことですが、宝石を消費する人は、天然石を好むためにラボ製石を販売するのが難しい場合があります。