Czochralskiプロセスとは何ですか？

Czochralskiプロセスは、単結晶の生成、均一な結晶マトリックスを備えた材料の固体塊の生成方法です。このような結晶は、電子コンポーネントの構築と科学研究や、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用途でも有名に使用されています。たとえば、宝石商は、ダイヤモンドのような資料を必要とする研究施設がこの手法を使用してラボで育てることができるように、プロジェクトのために高性能の宝石の形成において、コクラルスキープロセスを利用できます。それは、極端に高温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閉じたkiに配置されます。混合物が高すぎるか寒すぎると非常にexがあれば、プロセスが故障するため、高コントロールが重要です。ACTセンサーは、温度の変化を監視するためにいくつかの場所に配置される場合があります。

混合物をドーパントや必要になる他の追加で加熱すると、技術者は種子の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の使用で行われます。次に、混合物が種子結晶の周りに固体マトリックスを形成すると、ロッドは慎重かつゆっくりと撤回されます。 Czochralskiプロセスの最終結果は、るつぼの底に残りがある材料のしっかりしたログである必要があります。

温度が高すぎる設定では、種子の結晶が溶けることができます。低温で結晶を導入すると、亀裂、骨折、その他の不純物が備わっている、るつぼの内容物全体の早期の結晶化が発生する可能性があります。このプロセスは遅いです。種子結晶の撤退は、あたり1ミリメートルで測定されます時間。 Czochralskiプロセス全体で必要な慎重な制御は、最小限の不純物で非常に高品質の結晶を生成する可能性があります。

生産コストは、必要な原材料と結晶のサイズに依存する可能性があります。より大きな結晶は成長するのがより困難であり、より大きな程度の制御が必要です。一部の生コンポーネントは非常に高価です。 Czochralskiプロセス結晶は、自然層と化学的に同一ですが、はるかに高い品質と信頼性を持っています。これは通常、ラボやエレクトロニクスメーカーなどの設定で望ましいですが、宝石商は、自然石の消費者の好みのためにラボで栽培された石を販売するのが困難な場合があります。