Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Метод кристаллизации
Method of crystallization
Метод Бриджмана-Стокбаргера, или техника Бриджмана-Стокбаргера, назван в честь физика Перси Уильямса Бриджмана (1882–1961) и физика Дональда С. Стокбаргера (1895–1952). Метод включает в себя две схожие, но различные методики, которые в основном используются для выращивания булей (монокристаллических слитков), но также могут применяться и для затвердевания поликристаллических слитков.
The Bridgman–Stockbarger method, or Bridgman–Stockbarger technique, is named after physicist Percy Williams Bridgman (1882–1961) and physicist Donald C. Stockbarger (1895–1952). The method includes two similar but distinct techniques primarily used for growing boules (single crystal ingots), but which can be used for solidifying polycrystalline ingots as well.
Обзор
Методы включают нагрев поликристаллического материала выше его точки плавления и медленное охлаждение его с одного конца емкости, где расположен затравка-кристалл. На затравке выращивается монокристалл, имеющий ту же кристаллографическую ориентацию, что и затравка, и он постепенно формируется вдоль длины емкости. Процесс может осуществляться в горизонтальной или вертикальной ориентации и обычно включает вращающийся тигель/ампулу для перемешивания расплава. Метод Бриджмена является распространенным способом получения определенных полупроводниковых кристаллов, таких как арсенид галлия, для которых метод Чохральского более затруднителен. Этот процесс позволяет надежно получать монокристаллические слитки, но не гарантирует однородность свойств по всему кристаллу. Различие между методом Бриджмена и методом Стокбаргера невелико: хотя оба метода используют температурный градиент и движущийся тигель, метод Бриджмена использует относительно неконтролируемый градиент, формирующийся на выходе из печи, а метод Стокбаргера вводит преграду или полку, разделяющую две соединенные печи с температурой выше и ниже точки замерзания. Модификация Стокбаргера метода Бриджмена обеспечивает лучший контроль над температурным градиентом на границе раздела расплава и кристалла. Если затравка-кристалл не используется, как описано выше, поликристаллические слитки можно получить из исходного материала, состоящего из стержней, кусков или фрагментов неправильной формы, после их расплавления и повторной кристаллизации. Микроструктура полученных таким образом слитков характерна для направленно-кристаллизованных металлов и сплавов с ориентированными зернами.
The methods involve heating polycrystalline material above its melting point and slowly cooling it from one end of its container, where a seed crystal is located. A single crystal of the same crystallographic orientation as the seed material is grown on the seed and is progressively formed along the length of the container. The process can be carried out in a horizontal or vertical orientation, and usually involves a rotating crucible/ampoule to stir the melt. The Bridgman method is a popular way of producing certain semiconductor crystals such as gallium arsenide, for which the Czochralski method is more difficult. The process can reliably produce single crystal ingots, but does not necessarily result in uniform properties through the crystal. technique and Stockbarger technique is subtle: While both methods utilize a temperature gradient and a moving crucible, the Bridgman technique utilizes the relatively uncontrolled gradient produced at the exit of the furnace; the Stockbarger technique introduces a baffle, or shelf, separating two coupled furnaces with temperatures above and below the freezing point. Stockbarger's modification of the Bridgman technique allows for better control over the temperature gradient at the melt/crystal interface. When seed crystals are not employed as described above, polycrystalline ingots can be produced from a feedstock consisting of rods, chunks, or any irregularly shaped pieces once they are melted and allowed to re solidify. The resultant microstructure of the ingots so obtained are characteristic of directionally solidified metals and alloys with their aligned grains.
Метод Багдасарова
Вариант метода, известного как горизонтальное направленное затвердевание (HDSM), разработанный Хачиком Багдасаровым (Lang ru) начиная с 1960-х годов в Советском Союзе. В нем используется тигель с плоским дном из молибдена с короткими боковыми стенками, а не герметичная ампула, и он применялся для выращивания различных крупных оксидных кристаллов, включая Yb:YAG (кристалл-активатор для лазеров) и сапфировые кристаллы шириной 45 см и длиной более 1 метра. Качество кристаллов, выращенных методом HDSM, отличается от качества кристаллов, выращенных методом Чохральского.
A variant of the technique known as the horizontal directional solidification method (HDSM) developed by Khachik Bagdasarov (Lang ru) starting in the 1960s in the Soviet Union. It uses a flat bottomed crucible made out of molybdenum with short sidewalls rather than an enclosed ampoule, and has been used to grow various large oxide crystals including Yb:YAG (a laser host crystal), and sapphire crystals 45 cm wide and over 1 meter long. The quality of the crystals grown by HDSM differs from ones grown by the Czochralski method.