Өнеркәсіптік және ғылыми-зерттеу зертханаларында кристалдар булардан, ерітінділерден, балқымалардан, қатты фазадан және басқа әдістермен, мысалы, химиялық реакциялар арқылы синтезделеді, жоғары қысымда, электролиттік кристалдану
Өнеркәсіптік және ғылыми-зерттеу зертханаларында кристалдар булардан, ерітінділерден, балқымалардан, қатты фазадан және басқа әдістермен, мысалы, химиялық реакциялар арқылы синтезделеді, жоғары қысымда, электролиттік кристалдану, гельдерден кристалдану және т.б. Негізгі әдістер үлкен диаметрлі тамаша кристалдарды алу балқымадан, ерітінділерден және бу (газ) фазасынан өсіру әдістері болып табылады.
Кристалдарды өсіру
Бұл әдісті поляк химигі Ян Чохральский жасаған және оны бастапқыда металдардың (қалайы, мырыш, қорғасын) кристалдану дәрежесін өлшеу үшін қолданған.Кейбір деректерге сәйкес, Чохральский өзінің әйгілі әдісін 1916 жылы балқытылған қаңылтыр тигельге абайсызда қаламын түсіргенде ашқан. Тигельден қаламды суырып алып, ол темір қаламның артында қатып қалған қаңылтырдың жіңішке жіпі жатқанын анықтады.Қалам ұшын микроскопиялық металл бөлігімен ауыстыру арқылы Чохральский осылайша пайда болған металл жіптің монокристалды құрылымы бар екеніне көз жеткізді. Чохральский жүргізген эксперименттер диаметрі шамамен бір миллиметр және ұзындығы 150 см-ге дейін болатын монокристалдарды шығарды.
Әдіс
Чохральский әдісі балқыма көлемі шектелмеген әдістерге жатады, өйткені бастапқы материал кристалдану алдында тигельде толығымен балқытылған. Бұл жағдайда балқыманың температурасы тұрақты түрде сақталады, ал өсу монокристалды балқымадан шығару арқылы жүзеге асырылады.
Чохральский әдісі
Чохральский әдісі – монокристалдарды үлкен көлемді балқыманың бос бетінен жоғары қарай тарту арқылы кристалданудың басталуымен берілген құрылымдағы және кристаллографиялық бағдардағы тұқымдық кристалды (немесе бірнеше кристалды) балқымамен жанасу арқылы өсіру әдісі. балқыманың бос беті.
Балқу-кристалдану температурасында тұрақты қарапайым заттар мен химиялық қосылыстардың кристалдарын өсіру үшін қолдануға болады.Бұл әдіс бір кристалды кремнийді және бір кристалды германийді өсіру үшін ең танымал.Өнеркәсіптік қолдану кезінде (1950 жылдардан бастап) Чохральский әдісінің әртүрлі модификациялары жасалды. Осылайша, профильді кристалдарды өсіру үшін Степанов әдісі деп аталатын Чохральский әдісінің модификациясы қолданылады. Модификация сапфир мен кремний монокристалдарының өсуіне қатысты жақсы белгілі.
Тигель қабырғалары мен өсіп келе жатқан монокристалдың арасындағы тікелей байланыстың болмауы, бұл сыни қалдық кернеулерді болдырмауға мүмкіндік береді;
Монокристалдарды өсіру шарттарын анықтау кезінде өте маңызды өсудің кез келген сатысында балқымадан кристалды алу мүмкіндігі (декантация әдісі).
Балқу температурасы мен тартылу жылдамдығын өзгерту арқылы өсіп келе жатқан монокристалдың геометриялық пішінін әдейі орнату мүмкіндігі. Бұл артықшылық өсіп келе жатқан монокристалға тереңірек емес, бүйірлік бетке түсетін дислокациялардың көпшілігінен құтылуға мүмкіндік береді.
Чохральский әдісінің артықшылықтары
Өсу процесін жүзеге асыру үшін қоспалардың көзі болуы мүмкін тигель қажет.
Чохральский әдісіне тән балқыманың салыстырмалы түрде үлкен көлемі күрделі гидродинамикалық ағындардың пайда болуына ықпал етеді, бұл өз кезегінде кристалдану процесінің тұрақтылығының шарттарын төмендетеді және монокристалдардағы қоспалардың біркелкі таралуына әкеледі.
Чохральский әдісінің кемшіліктері
Поликристалды легирленген кремнийді балқыту
Тұқыммен таныстыру
Кристаллдың өсуінің басталуы
Кристалды тарту
Өскен мультикристалды және балқыма қалдықтары
Чохральский әдісі
Чохральский әдісімен германий монокристалдарын өсіруге арналған графит тигель. Тигель диаметрі 210 мм
