Hva er czochralski -prosessen?

CzochRalski -prosessen er en metode for produksjon av enkeltkrystaller, faste biter av materiale med en jevn krystallmatrise. Slike krystaller brukes berømt i konstruksjonen av elektroniske komponenter så vel som i vitenskapelig forskning og en rekke andre applikasjoner der en høykvalitetskrystall med en enhetlig matrise er nødvendig. Jewellers, for eksempel, kan bruke czochRalski -prosessen i dannelsen av perler med høy ytelse for sine prosjekter, akkurat som forskningsfasiliteter med behov for materialer som Diamond kan dyrke dem i laboratoriet ved å bruke denne teknikken.

Denne prosessen er oppkalt etter en polsk forsker som oppdaget den på begynnelsen av det 20. århundre. Det starter med å smelte komponentene i krystallene i en digel som er i stand til å tolerere ekstremt høye temperaturer. Digelen er typisk plassert i en lukket ovn med veldig presis temperaturkontroll. Høy kontroll er kritisk, ettersom prosessen vil mislykkes hvis blandingen er for varm eller for kald, og veldig eksACT -sensorer kan være plassert på flere steder for å overvåke temperaturendringer.

Når blandingen blir oppvarmet med dopingmiddel og andre tilsetninger som kan være nødvendige, kan en tekniker nøye senke en stang med en frøkrystall. Dette gjøres vanligvis med bruk av mekanisk utstyr, snarere enn for hånd. Deretter blir stangen forsiktig og veldig sakte trukket tilbake når blandingen danner en fast matrise rundt frøkrystallen. Sluttresultatet av czochRalski -prosessen skal være en solid logg med materiale, med noen rester i bunnen av digelen.

I innstillinger der temperaturen stiger for høy, kan frøkrystallen smelte. Å introdusere krystallen ved lave temperaturer kan forårsake for tidlig krystallisering av hele innholdet i digelen, komplett med sprekker, bruddlinjer og andre urenheter. Denne prosessen er treg; Uttak av frøkrystallen måles i millimeter pertime. Den nøye kontrollen som trengs i hele CzochRalski -prosessen kan gi krystaller av høy kvalitet med et minimum av urenheter.

Produksjonskostnader kan avhenge av råvarene som trengs og størrelsen på krystallen. Større krystaller er mer utfordrende å vokse, og krever større grad av kontroll. Noen rå komponenter er veldig dyre. CzochRalski -prosesskrystaller er kjemisk identiske med naturlige formasjoner, men har mye høyere kvalitet og pålitelighet. Dette er vanligvis ønskelig i innstillinger som laboratorier og elektronikkprodusenter, men juvelerere har noen ganger vanskeligheter med å selge lab-dyrkede steiner på grunn av forbrukernes preferanse for natursteiner.