Метод Бриджмена – Стокбарджера

Метод кристаллизации

Метод Бриджмена-Стокбаргера , или метод Бриджмена-Стокбаргера , назван в честь физика Перси Уильямса Бриджмена (1882–1961) и физика Дональда К. Стокбаргера (1895–1952). Этот метод включает в себя два похожих, но различных метода, которые в основном используются для выращивания булей (монокристаллических слитков), но которые также могут использоваться для затвердевания поликристаллических слитков.

Обзор

Эти методы включают нагрев поликристаллического материала выше точки плавления и медленное охлаждение его с одного конца контейнера, где находится затравочный кристалл . Монокристалл той же кристаллографической ориентации, что и затравочный материал, выращивается на затравке и постепенно формируется по длине контейнера. Процесс можно проводить в горизонтальной или вертикальной ориентации и обычно включает вращающийся тигель/ампулу для перемешивания расплава. ^[1]

Метод Бриджмена — популярный способ производства некоторых полупроводниковых кристаллов, таких как арсенид галлия , для которого метод Чохральского более сложен. Этот процесс позволяет надежно производить монокристаллические слитки, но не обязательно приводит к однородным свойствам кристалла. ^[1]

Разница между методом Бриджмена ^[2] и методом Стокбаргера ^[3] невелика: хотя оба метода используют температурный градиент и движущийся тигель, метод Бриджмена использует относительно неконтролируемый градиент, создаваемый на выходе из печи; метод Стокбаргера использует перегородку или полку, разделяющую две соединенные печи с температурами выше и ниже точки замерзания. Модификация Стокбаргером метода Бриджмена позволяет лучше контролировать температурный градиент на границе раздела расплав/кристалл.

Если затравочные кристаллы не используются, как описано выше, поликристаллические слитки могут быть изготовлены из сырья, состоящего из стержней, кусков или любых кусочков неправильной формы, после их расплавления и повторного затвердевания. Полученная таким образом микроструктура слитков характерна для направленно затвердевших металлов и сплавов с их ориентированными зернами.

Метод Багдасарова

Вариант метода, известный как метод горизонтально-направленной кристаллизации ( HDSM ), разработанный Хачиком Багдасаровым ( русский язык : Хачик Багдасаров ), начиная с 1960-х годов в Советском Союзе. В нем используется тигель с плоским дном из молибдена с короткими боковыми стенками, а не закрытая ампула , и он использовался для выращивания различных крупных оксидных кристаллов, включая Yb:YAG (лазерный основной кристалл) ^[4] и кристаллов сапфира шириной 45 см. и длиной более 1 метра. ^[5] Качество кристаллов, выращенных методом HDSM, отличается от кристаллов, выращенных методом Чохральского . ^{[ как? ]}

Смотрите также

• Кремний с плавающей зоной

Рекомендации

1. Ганс Дж. Шил; Питер Каппер; Питер Рудольф (25 октября 2010 г.). Технология выращивания кристаллов: полупроводники и диэлектрики. Джон Уайли и сыновья. стр. 177–178. ISBN 978-3-527-32593-1.
2. Бриджмен, Перси В. (1925). «Некоторые физические свойства монокристаллов вольфрама, сурьмы, висмута, теллура, кадмия, цинка и олова». Труды Американской академии искусств и наук . 60 (6): 305–383. дои : 10.2307/25130058. JSTOR  25130058.
3. Стокбаргер, Дональд К. (1936). «Производство крупных монокристаллов фторида лития». Обзор научных инструментов . 7 (3): 133–136. Бибкод : 1936RScI....7..133S. дои : 10.1063/1.1752094.
4. Арзаканцян, М.; Ананян Н.; Геворкян В.; Шантелуп, Ж.-К. (2012). «Выращивание крупных монокристаллов Yb: YAG диаметром 90 мм методом Багдасарова». Оптические материалы Экспресс . 2 (9): 1219–1225. Бибкод : 2012OMExp...2.1219A. дои : 10.1364/OME.2.001219 .
5. Монтгомери, Мэтью; Блокбургер, Кларк (2017). Зелински, Брайан Дж. (ред.). «Сапфировые панели размером 18 x 36 x 1,5 дюйма для окон видимого и инфракрасного диапазона». Учеб. ШПИОН . Оконные и купольные технологии и материалы XV. 10179 101790N-1 (Оконные и купольные технологии и материалы XV): 101790N. Бибкод : 2017SPIE10179E..0NM. дои : 10.1117/12.2269465. S2CID  125444288.