Метод зонной перекристаллизации

Основными методами получения монокристаллов полупроводников являются выращивание из расплава, метод зонной перекристаллизации и выращивание из газообразной фазы. В ряде случаев применяют метод выращивания из раствора и другие методы. [c.81]

Другой метод очистки металлов — метод зонной плавки (точнее, метод зонной перекристаллизации). [c.67]

МЕТОД ЗОННОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.496]

На рис. V. 10 показано вычисленное распределение примеси для случая Хо = 0,1 и /с = 0,5 при длинах зон Ь, равных 1 5 10 20 50 и 100 мм и длине слитка 100 мм. Наиболее эффективной очистка методом зонной перекристаллизации была бы при длине зоны, равной длине слитка, т. е. для случая, когда расплавляется весь слиток и затем производится медленная кристаллизация металла от одного конца слитка к другому. При длине зоны, равной длине слитка, источник питания зоны отсутствует с самого начала, а распределение [c.499]

Кроме того, в методе зонной перекристаллизации можно осуществить последовательное движение одного за другим двух, трех или большего числа нагревателей, которые создают в слитке ряд [c.501]

Однако при одинаковом числе операций очистка методом вытягивания является более эффективной при прочих равных условиях, чем очистка методом зонной перекристаллизации (но менее производительной). [c.502]

Метод зонной перекристаллизации (плавки) для получения монокристаллов состоит в том, что плавление поликристаллического слитка, помещенного в тигель, осуществляется с помощью нагревателя, создающего короткую зону, температура которой выше, чем температура плавления вещества. Схема установки приведена на рис. 14.6. Если на одном конце слитка поместить монокристаллическую затравку и перемещать нагреватель от зтого конца к другому, то остальная часть слитка, последовательно расплавляясь в зоне и затем кристаллизуясь, будет продолжать структуру затравки. [c.106]

Рафинирование алюминия возможно и другими способами. Некоторые заводы вторичного алюминия применяют, например, магниевый способ рафинирования. Для получения алюминия особой чистоты широкое применение получил метод зонной перекристаллизации, в основе которой лежит неодинаковое распределение примесей алюминия (или другого рафинируемого металла) между жидкой и твердой фазой при частичном расплавлении. [c.171]

Скорость перемещения зоны является одним из важнейших параметров процесса. В разд. 2.2 мы показали, что степень очистки тем выше, чем более полно проходит гомогенизация в жидкой фазе и, следовательно, чем медленнее скорость перемещения. Но это приводит к очень длительному процессу очистки. Кроме того, использование слишком низких скоростей не имеет смысла, поскольку флуктуации мощности нагрева вызывают флуктуации мгновенной скорости кристаллизации, сводя тем самым на нет преимущества, ожидаемые от медленного перемещения зоны. Определение оптимальной скорости производится в основном с помощью метода радиоактивных изотопов. При выборе изотопа учитываются его физические и химические свойства. Для определения наилучшей скорости перемещения зоны при изучении зонной перекристаллизации урана Альбер и сотр. [5] использовали радиоизотоп Со . Этот изотоп был выбран потому, что коэффициент распределения в системе U — Со сравним с коэффициентами распределения в уране железа, кремния и никеля, являющихся основными примесями. [c.434]

Для повышения чувствительности методов анализа часто используют ректификацию, зонную перекристаллизацию, возгонку, экстракцию и другие методы, обычно применяемые для очистки веществ. Обогащенный примесями остаток легче подвергать анализу. [c.65]

Вертикальный вариант зонной перекристаллизации называют также методом бестигельной перекристаллизации. [c.497]

На первый взгляд процесс зонной перекристаллизации не имеет каких-либо преимуществ перед методом вытягивания. Положение совершенно меняется, если рассматривать многократно повторяющийся процесс. [c.501]

Возвращаясь еще раз к уравнению (V. 4) зонной перекристаллизации, заметим, что, как и в методе вытягивания, чем меньше к, т. е. относительно меньше растворимость примеси в твердой фазе, или чем ближе кривая солидуса в диаграмме состояния к ординате чистого вещества, тем эффективнее очистка. При уменьшении к содержание примеси в растущем кристалле становится,следовательно, все меньшей величиной, в пределе (при отсутствии растворимости примеси в твердом состоянии, т. е. при А = 0) обращаясь в нуль. В этом идеальном случае вещество очищается полностью от примеси за одну операцию. [c.502]

Для выявления степени неоднородности аустенита в различных участках зоны перекристаллизации автором и Б. А. Смирновым [158] был применен метод закалки неравномерно нагретых образцов (см. рис. 23, а), в которых па базе 20 мм воспроизводили распределение максимальных температур нагрева Ас, до 1400°. При этом по мере удаления от [c.107]

СОВ перекристаллизации из расплава. Принцип очистки при затвердевании расплава ясен из описанного выше характера распределения примеси между расплавом и кристаллом. Если коэффициент распределения к>, примесь вытесняется из кристалла, который становится чище расплава. Если ксА, кристалл более загрязнен, чем расплав. В обоих случаях такой характер распределения можно использовать для очистки очистка невозможна только, если =1. Чем больше величина к отличается от единицы, тем эффективнее разделение. Детали метода зонной плавки можно видеть из рис. 95, в. Незначительная область загрязненного кристаллического стержня, расположенного в лодочке горизонтально или вертикально, как в методе плавающей зоны, плавится от тепла внешнего источника. Расплавленная зона медленно передвигается вдоль стержня от одного конца к другому процесс повторяют столько раз, сколько необходимо. При <1, когда расплав обогащен примесью, она проходит каждый раз через весь стержень и накапливается на другом конце. Многократное проведение расплавленной зоны от одного конца к другому будет все более очищать кристалл независимо от величины первоначального загрязнения, потому что расплав всегда богаче примесью, чем кристалл. При > 1 примесь будет концентрироваться в начальном участке стержня. Распределение примесей по стержню после первого цикла очистки определяется выражением [c.213]

В применяемом для изготовления электронных приборов германии допустимая концентрации примесей ничтожно мала, и чаш,е всего ее определяют не химическими методами, а измерением удельного электросопротивления самого германия. Полученный в результате восстановления двуокиси германий подвергается дальнейшей очистке перекристаллизацией 15, 61]. Самым распространенным методом очистки является зонная плавка, при осуществлении которой графитовую лодочку с помещенным в нее германием медленно перемещают в горизонтальной трубчатой печи в атмосфере инертного газа или в вакууме. Материал нагревают в печи с помощью нескольких индукторов, которые создают ряд зон таким образом, что при прохождении слитка через эти индукторы образуются узкие зоны расплавленного германии. В этом методе при многократном нагревании до расплавления и охлаждении примеси оттесняются к концам германиевого слитка. Концы слитка отрезают, а используют только среднюю его часть. Концы слитка возвращают в процесс для их очистки. [c.208]

Метод зонной перекристаллизации (плавки) для получения монокристаллов состоит в том, что плавление по-ликристаллического слитка, помещенного в тигель, осуществляется с помощью нагревателя, создающего короткую зону, температура которой [c.82]

Методы зонно плавк пли точнее зонной перекристаллизации в настоящее время применяют в основном для очистки исходных матер алов от примесей. В отличие от метода Чохральского в методе зонной перекристаллизации расплавляется пе вся загруженная в тигель (лодочку) шихта, а часть ее — зона. [c.496]

Процесс очистки металла методом зонной перекристаллизации может быть, таким образом, значительно более нроизводительным, чем процесс очистки методом вытягивания, притом он проводится без риска загрязнить металл при операциях разрезки и т. д., как это может быть при методе вытягивания. [c.502]

Обычно в качестве материала тигля используют ПЛЕВЛ6НЫЯ квврц графит тугоплавкие оксиды алю-миния или магния. Однако для таких реакционноспособных полупроводников, как кремний, зонная перекристаллизация оказалась эффективной лишь при бестигельной зонной плавке, которая в настоящее время осуществляется несколькими способами. Наиболее распространенным является метод плавающей зоны, который состоит в том, [c.83]

Примечание. Для синтеза сплава были использованы сурьма марки СУ-ООО, индий и И теллур высокой чистоты, очищенные многократной зонной перекристаллизацией. Синтез проведен в вакуумироваиных кварцевых ампулах. Метод измерения XI. [c.169]

В этом случае при технологических расчётах следует исходить из необходимости соблюдения двух противоречивых условий а) предупреждения образования холодных трещин в околошовной зоне и шве за время сварки изделий и последующего их хранения до отпуска б) обеспечения наименьшего возможного разупрочнения основного металла в участке высокого отпуска. Для выполнения второго условия сварку нужно вести но возможности на жестких режимах, т. е. при минимальных длительностях пребывания основного металла вне зоны перекристаллизации выше температуры предварительного отпуска (см. рис. 10). Однако это практически удаётся обеспечить только при относительно высоких скоростях пагрева и охлаждения. Поэтому в качестве основного критерия расчёта параметров технологии и режимов наиболее производительных методов однопроходной и многослойной сварки длинными участками следует принимать предельно допустимую скорость охлаждения И д, гарантирующую отсутствие трещин в околошовной зоне и шве. Обычно устанавливают по данным для околошовной зоны, так как металл шва благодаря применению менее легированного (в особенности по углероду) присадочного металла обладает более высокой [c.248]

Методы очистки могут быть физическими либо химическими. Физические методы включают дистилляцию, сублимацию, испарение летучих примесей, рекристаллизацию из расплава, фракционную кристаллизацию, электролиз жидкостей или твердых веществ, жидкостную экстракцию, хроматографию, ионный обмен. Важнейшим из них и наиболее общим является предложенный Пфанном метод зонной плавки— частный метод перекристаллизации из расплава (далее мы обсудим его). Все остальные методы полезны в тех случаях, когда зонная плавка неэффективна, или же они используются в сочетании с методом зонной плавки. Эта область открывает простор для проявления изобретательности, здесь можно применить также такие современные методы, как ионный обмен и хроматография, не получившие пока широкого распространения в этой области. Например, проблема получения сверхчистого никеля с соотношением N1 Ре или N1 Со, равным 10 1, давно ждала своего решения. Вследствие сходства физико-химических свойств всех трех металлов зонная плавка была неэффективной, хотя этим методом удается хорошо очистить никель от всех других примесей. При такой концентрации железо и кобальт препятствуют исследованию энергетических зон никеля по причинам, аналогичным указанным в разд. 4.1 (так как примесные атомы действуют как центры рассеяния электронов). Однако в аналитической химии развиты методы ионообменного разделения железа, кобальта и никеля. Если железо и кобальт отделить от никеля этим способом в водном растворе соли, а затем никель электролитически осадить и подвергнуть зонной плавке,. с тем чтобы отделить от других элементов, то можно получить металл высокой степени чистоты с содержанием примесей железа и кобальта в десять —сто раз меньшим, чем при любых других доступных методах очистки. [c.212]

Электронно-лучевая плавка (рис. 153), осуществляемая в глубоком вакууме, является одним из перспективных методов переплавки драгоценных металлов и сплавов с наиболее высокими те.мпературами плавления, особенно для зонной пирометаллургическон перекристаллизации платины и металлов платиновой группы. [c.424]

Процесс взаимодействия карбидной фазы с аустенитом в условиях нагрева сталей по термическим циклам сварки был исследован с применением как косвенного (измерение микротвердости), так и прямых методов (фазовый карбидный, электронно-микроскопический и рентгеноспектральный анализы). Определения микротвердости на приборе ПМТ-3 были выполнены на образцах торцовой пробы применительно к двум основным участкам зоны термического влияния сварных соединений околошовному ( шах — = 1300 °С) и участку неполной перекристаллизации ( шах = = 800—950 С). Были приняты две скорости нагрева, отражающие условия АДС относительно тонких пластин (ш — 150 °С/с) и условия ЭШС толстых пластин = 14°С/с). Образцы размером 10x10x75 мм подвергали нагреву с помощью генератора ТВЧ до начала плавления металла на торцовой поверхности, после чего их закаливали в воду и замеряли микротвердость в исследуемых участках ЗТВ. О степени гомогенизации аустенита по углероду судили по среднему квадратическому отклонению и коэффициенту вариации значений микротвердости (табл. 6.2). Во всех случаях наибольшая степень неоднородности характерна для участка неполной перекристаллизации по сравнению с околошовным участком ЗТВ. Отмеченное предопределяется двумя факторами. Первый связан с обогащением углеродом аустенита в начальный период его образования. Второй предопределяется тем, что в межкритическом интервале температур процесс растворения карбидов только начинается, а завершается он при температуре выше критической точки ЛСз- [c.107]

Рис. 52. Изменение микротвердости ИВ и диаметра зерна В по ширине зоны полной перекристаллизации при сварке стали 45 в зависимости от максимальной температуры нагрева Гщах при скорости нагрева И д = 7,5 и 300 град сек (метод закалки образцов с неравномерным нагревом)

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...