Zonda Erime Nedir?

Zon erimesi kristalleri, özellikle yarı iletkenlerde kullanılanları safsızlıkları bir kristalin tepesinden bir kristalin dibine itmek için ısı kullanan bir arıtma işlemidir. Kristal ısıtıldığında, safsızlıklar kristalin dibine çekilir ve taban kesilerek saflaştırılmış bir numunenin arkasında bırakılır. Bölge erimesini gerçekleştirmenin iki yolu vardır; ısı bölgesi sabit veya hareketlidir; her ikisi de benzer sonuçlara varır. Zonda arıtma, kristal tamamen arınana kadar erime prosedürünü birkaç kez gerçekleştirme işlemidir.

Zon erimesini başlatmak için, silindirik bir potaya bir kristal yerleştirilir, bir tohum kristal tepeden dışarı çıkarılır. Tohum kristali, saflaştırılması gereken ana kısımdır, ancak diğer kristallerden bazıları da saflaştırılır. Daha sonra merkeze yakın dar bir ısı bölgesi olan bir fırın hazırlanır ve kristal yavaşça ısı bölgesine tabi tutulur.

Bir bölge eritme işlemini gerçekleştirmek için iki ana yöntem vardır. Bridgman yönteminde, sıcak bölge, pota hareketsizken potaya karşı hareket eder. Stockbarger yöntemi, pota bir ısı bölgesi içerisinde hareket ederken tam tersidir. Tam muhalifler olsa da, ikisi de aynı şeyi yapıyor.

Kristal ısı bölgesine maruz kaldığında erimiş olur. Bu, kristal içindeki safsızlıkların serbestçe hareket etmesini sağlar ve sıcak bölgeden geçmeyen daha soğuk bölüme doğru hareket etme eğilimindedirler. Tüm safsızlıkların hareket etmesine izin vermek için, saflıklar kristalin tabanına çekilene kadar kristal çok yavaş ısıtılır. Kristalin alt kısmı, saflaştırılmış bir kristalin arkasında bırakılarak kesilir.

Zon erimenin başarılı olmasını sağlamak için zon arıtma adı verilen bir işlem kullanılır. Bu, bölge erimesiyle aynıdır, ancak kristal birkaç kez arındırılır. Bunu aynı kristalde birkaç kez yaparak, kristalin tamamen safsızlık içermediğinden emin olabilirler.

Bu saflaştırma işlemi öncelikle yarı iletken olarak kullanılan kristallere yapılır, ancak diğer uygulamalarda da kullanılabilir. Yarı iletkenler, iletkenlerle yalıtkan arasındaki iletkenliğe sahip mühendislikte kullanılan parçalardır. Kirlilikler kristalde kalırsa, elektriğin akışını engeller ve kristali çok iletken veya yeterince iletken hale getirir.