Co to jest topnienie strefy?
topnienie strefy
jest procesem oczyszczania kryształów, szczególnie tych stosowanych w półprzewodnikach, które wykorzystują ciepło do wypychania zanieczyszczeń z góry kryształu do dna kryształu. Po ogrzewaniu kryształu zanieczyszczenia są ciągnięte na dno kryształu, a dno jest odcięte, pozostawiając oczyszczoną próbkę. Istnieją dwa sposoby wykonywania topnienia strefy, ze strefą cieplną albo stacjonarną lub poruszającą się; Oba osiągają podobne wyniki. Rafinacja stref jest procesem wykonywania procedury topnienia kilkakrotnie, aż kryształ zostanie całkowicie oczyszczony.
Aby rozpocząć topnienie strefy, kryształ umieszcza się w cylindrycznym tyglu, z kryształem nasionowym wystającym z góry. Kryształ nasion jest główną częścią, którą należy oczyszczyć, chociaż niektóre inne kryształy również zostaną oczyszczone. Następnie przygotowuje się piec z wąską strefą cieplną w pobliżu środka, a kryształ powoli poddawany strefie cieplnej.
Istnieją dwie główne metody wykonywania z zjeden proces topnienia. W metodzie Bridgmana gorąca strefa porusza się przeciwko tygle, podczas gdy tygla jest nieruchomy. Metoda Stockbargera jest odwrotna, a tygla przesuwa się przez strefę ciepła. Podczas kompletnych przeciwieństw, oba robią to samo.
Gdy kryształ jest poddawany strefie cieplnej, staje się stopiony. Pozwala to na swobodne poruszanie się zanieczyszczeń w krysztale i mają tendencję do poruszania się w kierunku chłodniejszej części, która nie przechodzi przez strefę ciepła. Aby umożliwić poruszanie się wszystkich zanieczyszczeń, kryształ jest podgrzewany bardzo powoli, dopóki czystości zostaną wciągnięte w podstawę kryształu. Dolna część kryształu jest odcięta, pozostawiając oczyszczony kryształ.
Aby upewnić się, że topnienie strefowe zakończy się powodzeniem, stosuje się proces o nazwie rafinacja stref. To jest to samo, co topnienie strefy, ale kryształ jest oczyszczany kilka razy. Robiąc to kilka razy do tego samego kryształu, WorKers może być pewien, że kryształ jest całkowicie wolny od zanieczyszczeń.
Ten proces oczyszczania odbywa się przede wszystkim do kryształów, które są używane jako półprzewodniki, ale można go również stosować w innych zastosowaniach. Półprzewodniki są elementami stosowanymi w inżynierii, które mają przewodność między przewodnikiem a izolatorem. Gdyby zanieczyszczenia pozostaną w krysztale, zakłócałyby przepływ energii elektrycznej, czyniąc kryształ albo zbyt przewodzący, albo nie przewodzący.