stringtranslate.com

Метод Бриджмена–Стокбаргера

Метод Бриджмена –Стокбаргера , или техника Бриджмена–Стокбаргера , назван в честь физика Перси Уильямса Бриджмена (1882–1961) и физика Дональда С. Стокбаргера (1895–1952). Метод включает в себя две похожие, но различные техники, в основном используемые для выращивания булей (монокристаллических слитков), но которые также могут использоваться для затвердевания поликристаллических слитков.

Обзор

Методы включают нагревание 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 может осуществляться в горизонтальной или вертикальной ориентации и обычно включает вращающийся тигель/ампулу для перемешивания расплава. [1]

Метод Бриджмена является популярным способом производства некоторых полупроводниковых кристаллов, таких как арсенид галлия , для которого метод Чохральского более сложен. Этот процесс может надежно производить монокристаллические слитки, но не обязательно приводит к однородным свойствам по всему кристаллу. [1]

Метод Бриджмена-Стокбаргера

Разница между техникой Бриджмена [2] и техникой Стокбаргера [3] тонка: в то время как оба метода используют градиент температуры и движущийся тигель, техника Бриджмена использует относительно неконтролируемый градиент, создаваемый на выходе из печи; техника Стокбаргера вводит перегородку или полку, разделяющую две соединенные печи с температурами выше и ниже точки замерзания. Модификация техники Бриджмена Стокбаргером позволяет лучше контролировать градиент температуры на границе расплава/кристалла.

Если затравочные кристаллы не используются, как описано выше, поликристаллические слитки могут быть получены из исходного сырья, состоящего из стержней, кусков или любых неправильной формы, после того, как они расплавлены и повторно затвердеют. Результирующая микроструктура полученных таким образом слитков характерна для направленно затвердевших металлов и сплавов с их выровненными зернами.

Метод Багдасарова

Вариант метода, известного как метод горизонтальной направленной кристаллизации ( HDSM ), разработанный Хачиком Багдасаровым в 1960 - х годах в Советском Союзе. Он использует тигель с плоским дном, изготовленный из молибдена с короткими боковыми стенками, а не закрытую ампулу , и использовался для выращивания различных крупных оксидных кристаллов, включая Yb:YAG (лазерный кристалл-хозяин) [4] и кристаллы сапфира шириной 45 см и длиной более 1 метра. [5] Однако качество кристаллов, выращенных методом HDSM, отличается от метода Чохральского из-за проблемы проблемного присутствия пузырьков.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Hans J. Scheel; Peter Capper; Peter Rudolph (25 октября 2010 г.). Технология выращивания кристаллов: полупроводники и диэлектрики. John Wiley & Sons. 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. doi :10.2307/25130058. JSTOR  25130058.
  3. ^ Стокбаргер, Дональд К. (1936). «Производство крупных монокристаллов фторида лития». Обзор научных приборов . 7 (3): 133–136. Bibcode : 1936RScI....7..133S. doi : 10.1063/1.1752094.
  4. ^ Арзаканцян, М.; Ананян, Н.; Геворгян, В.; Шантелу, Ж.-К. (2012). «Рост больших монокристаллов Yb:YAG диаметром 90 мм методом Багдасарова». Optical Materials Express . 2 (9): 1219–1225. Bibcode :2012OMExp...2.1219A. doi : 10.1364/OME.2.001219 .
  5. ^ Монтгомери, Мэтью; Блокбургер, Кларк (2017). Зелински, Брайан Дж. (ред.). «18 x 36 x 1,5-дюймовые сапфировые панели для видимых и инфракрасных окон». Proc. SPIE . Технологии и материалы окон и куполов XV. 10179 101790N-1 (Технологии и материалы окон и куполов XV): 101790N. Bibcode : 2017SPIE10179E..0NM. doi : 10.1117/12.2269465. S2CID  125444288.