CU FORMAREA MELISKA MELT
aTheoria formării.
bază schematică și procedeu pentru prepararea de articole formate din metale și semiconductori cu efecte diferite (tensiune de suprafață, gravitație, interacțiune electromagnetică, fenomene hidrodinamice și altele asemenea), care formează elementul corespunzător al meniscului topiturii în timpul tragerea cristalelor dezvoltate. A. a URSS A. V. Stepanov.
Lichidul poate lua o anumită formă, nu numai cu ajutorul zidurilor navei, ci și în afara navei, într-o stare liberă. Aceasta este baza pentru formarea cristalelor profilate, principiul cărora a fost formulat de A. V. Stepanov. elementul de formă sau formă care urmează să fie obținut este creat în stare lichidă datorită diferitelor efecte care permit lichidului să își păstreze forma; volumul astfel format al lichidului este transformat într-o stare solidă ca urmare a selectării anumitor condiții de cristalizare.
A. V. Ștefanov a propus, de exemplu, formarea unui menisc cu ajutorul formatorilor speciali. plasat în topitură astfel încât meniscul topiturii să se ridice deasupra decalajului din flotorul care se află pe suprafața topiturii în creuzet și să fie din material neimpregnat de topitură. Pentru a forma meniscul, puteți utiliza și câmpul electromagnetic al inductorului de înaltă frecvență.
Astfel, dispozitivul de formare în cazul general este un set destul de complex de elemente. Vă permite să controlați forma, geometria, starea termică a coloanei de topire și cristalul tras, precum și distribuția impurității în cristal. Formatorul solid se caracterizează prin proprietăți fizice ale materialului din care este făcută (higroscopicitate, densitatea, conductivitate termică, căldura specifică) și o configurație (forma orificiului sau fantei, adâncimea găurii, forma. Găuri de adâncime).
În teoria desenării cristalelor conform metodei lui Stepanov se presupune următoarea condiție:
* suma fluxurilor de căldură eliberate în timpul solidificării topiturii și căldura care intră în frontul de cristalizare din faza lichidă este egală cu fluxul de căldură deviat din față. cristalizarea printr-o fază solidă.
Această condiție este necesară pentru o creștere susținută a cristalului menținând în același timp dimensiunile secțiunii sale transversale, de cuplare a unghiului de fază lichidă cu suprafața cristalului în creștere este una dintre cele mai importante caracteristici ale capilarului care definesc procesul de creștere și modelarea cristalului. Astfel, forma secțiunii transversale a cristalului depinde de condițiile termice și capilare ale procesului.
Forma meniscului topiturii și schimbarea contactului
unghiul atunci când se întinde cristalul din topitură:
a este o creștere staționară, a = 0;
b este îngustarea cristalului și <0;
c este expansiunea cristalului, a> 0
După cum se arată în Fig. 1, se presupune că un unghi negativ suficient de mare corespunde unei scăderi a diametrului cristalului, o creștere pozitivă mare a diametrului.
Valorile limită negative și pozitive sunt determinate de valoarea unghiului de umectare 00 la limita fazelor solide și lichide (pentru germaniu 00 = 450, pentru siliciu 00 = 600):
Dacă condiția (8) și o aproximare suficient de lent întindere să fie în măsură să neglijeze energia cinetică a topiturii se deplasează în spatele cristalului, forma meniscului corespunzătoare energia minimă a sistemului este determinată de ecuația Laplace:
Unde P este presiunea care acționează asupra meniscului la un anumit punct;
- tensiunea de suprafață a topiturii;
R și R1 sunt razele principale ale curburii meniscului.
Soluția ecuației (2) arată că, sub o creștere constantă a cristalului (vezi figura 1a), înălțimea meniscului h0 este legată de raza de curbură a perimetrului frontului de cristalizare R0 prin relațiile
g este accelerația datorată gravitației.
Dacă meniscul este adiacent feței plane a cristalului, atunci R0 =. și apoi, pe baza relației (4), obținem
Modificarea unghiului pentru deviații mici de la valoarea h0 este determinată de următoarea expresie
Pentru cristalele cu secțiune circulară Ro = const, valoarea lui h0 este aceeași pentru toate punctele frontului de cristalizare.
Cu toate acestea, atunci când crește
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: