Bridgman-Stockbarger-Methode - Bridgman–Stockbarger method
Die Bridgman-Stockbarger-Methode oder Bridgman-Stockbarger-Technik ist nach dem Harvard-Physiker Percy Williams Bridgman (1882-1961) und dem MIT-Physiker Donald C. Stockbarger (1895-1952) benannt. Das Verfahren umfasst zwei ähnliche, aber unterschiedliche Techniken, die hauptsächlich zum Wachsen von Kugeln (einkristalline Barren) verwendet werden, die aber auch zum Verfestigen von polykristallinen Barren verwendet werden können.
Überblick
Die Verfahren beinhalten das Erhitzen von polykristallinem Material über seinen Schmelzpunkt und das langsame Abkühlen von einem Ende seines Behälters, wo sich ein Impfkristall befindet. Ein Einkristall derselben kristallographischen Orientierung wie das Impfmaterial wird auf dem Impfkristall gezüchtet und wird entlang der Länge des Behälters fortschreitend gebildet. Das Verfahren kann in horizontaler oder vertikaler Ausrichtung durchgeführt werden und beinhaltet in der Regel einen rotierenden Tiegel/Ampulle zum Rühren der Schmelze.
Das Bridgman-Verfahren ist ein beliebtes Verfahren zur Herstellung bestimmter Halbleiterkristalle wie Galliumarsenid , für das das Czochralski-Verfahren schwieriger ist. Das Verfahren kann zuverlässig Einkristall-Ingots herstellen, führt jedoch nicht notwendigerweise zu einheitlichen Eigenschaften durch den Kristall.
Der Unterschied zwischen der Bridgman-Technik und der Stockbarger-Technik ist subtil: Während beide Verfahren einen Temperaturgradienten und einen beweglichen Tiegel verwenden, nutzt die Bridgman-Technik den relativ unkontrollierten Gradienten, der am Ausgang des Ofens erzeugt wird; Bei der Stockbarger-Technik wird ein Prallblech oder Regal eingeführt, das zwei gekoppelte Öfen mit Temperaturen über und unter dem Gefrierpunkt trennt. Stockbargers Modifikation der Bridgman-Technik ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Temperaturgradienten an der Grenzfläche Schmelze/Kristall.
Wenn keine Impfkristalle wie oben beschrieben verwendet werden, können polykristalline Barren aus einem Ausgangsmaterial hergestellt werden, das aus Stäben, Brocken oder irgendwelchen unregelmäßig geformten Stücken besteht, sobald sie geschmolzen sind und sich wieder verfestigen. Die resultierende Mikrostruktur der so erhaltenen Barren ist charakteristisch für gerichtet erstarrte Metalle und Legierungen mit ihren ausgerichteten Körnern.
Eine Variante der Technik, die als Horizontal Directional Solidification Method ( HDSM ) bekannt ist und von Khachik Bagdasarov in den 1960er Jahren in der Sowjetunion entwickelt wurde, verwendet einen Tiegel mit flachem Boden und kurzen Seitenwänden anstelle einer geschlossenen Ampulle und wurde verwendet, um verschiedene große Oxidkristalle einschließlich Yb:YAG (ein Laser-Wirtskristall) und Saphirkristalle mit einer Breite von 45 cm und einer Länge von über 1 Meter.
Siehe auch
Verweise
 |
Dieses Chemie - in Verbindung stehender Artikel ist a Stummel . Sie können Wikipedia helfen, indem Sie es erweitern . |