Нормальная направленная кристаллизация
Cтраница 1
Нормальная направленная кристаллизация трехкомпонентной системы, характеризующейся эвтектической диаграммой состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, протекает так, что вначале кристаллизуется первичный твердый раствор. При этом фигуративная точка жидкой фазы приближается к линии двойной эвтектики; по ее достижении фигуративная точка твердой фазы, в свою очередь, достигает линии предельной растворимости компонентов. Далее фигуративная точка жидкой фазы движется вдоль линии двойной эвтектики, приближаясь к тройной эвтектической точке, а фигуративные точки твердых фаз в эвтектической смеси перемещаются вдоль линий предельной растворимости. Процесс заканчивается кристаллизацией тройной эвтектики. [1]
Зонная и нормальная направленная кристаллизация относятся к числу наиболее эффективных методов глубокой очистки веществ. [2]
Если нормальная направленная кристаллизация проводится со скоростью / / о, то с помощью формулы (III.10) можно определить зависимость Ko ( CL), которая непосредственно используется при построении диаграмм состояния. [3]
Метод нормальной направленной кристаллизации ( рис. 18.12) используют для очистки полупроводника от примесей, имеющих малое значение К, и для получения монокристаллов. Химически очищенный полупроводник помещают в ампулу ( или в графитовую лодочку), которую перемещают в печи, имеющей по длине большой градиент температуры. В начале процесса полупроводник расплавляется, а затем часть его, попадая в зону печи с пониженной температурой, кристаллизуется. Если кристаллизация начинается с острого конца ампулы, то растет очищенный монокристалл. Примеси, у которых К 1, сохраняются в жидкой фазе. Распределение примеси по длине кристалла при нормальной направленной кристаллизации для разных значений К показано на рис. 18.12, в. После затвердевания конец кристалла, обогащенный примесью, отрезают. [5]
При нормальной направленной кристаллизации и вытягивании кристаллов из расплава первоначальный состав кристалла равен или близок к составу твердой фазы, равновесной по отношению к расплаву при температуре начала кристаллизации. При полноте диффузии в жидкой фазе и отсутствии диффузионных процессов в твердой фазе состав жидкой фазы непрерывно изменяется вдоль линии ликвидуса, а состав твердой фазы-вдоль линии солидуса, причем в каждый момент жидкая и твердая фазы на фронте кристаллизации находятся в равновесии. [6]
Осуществление равновесной нормальной направленной кристаллизации с помощью методов жидкостной эпитаксии позволяет строить равновесную диаграмму состояния на основании одних только результатов определения средних концентраций компонентов в твердых слоях и жидкой фазе, не прибегая к экстраполяции экспериментальных данных к нулевой скорости кристаллизации. [7]
При нормальной направленной кристаллизации расплава, состоящего из компонентов, которые образуют непрерывный ряд твердых растворов, кристаллизация не заканчивается при температуре, отвечающей точке пересечения ординаты исходного состава с поверхностью солидуса, что имело бы место в равновесном процессе, а продолжается до тех пор, пока составы жидкой и твердой фаз не станут одинаковыми. Таким образом, кристаллизация заканчивается затвердеванием наиболее низкоплавкого компонента. [8]
При нормальной направленной кристаллизации расплава из смеси компонентов, диаграмма состояния которых характеризуется перитектическим трехфазным превращением, кристаллизация может закончиться лишь затвердеванием эвтектики, выделяющейся после протекания перитектической или серии связанных между собой перитектических реакций. [9]
Рассмотренный вариант нормальной направленной кристаллизации интересен для использования в физико-химическом анализе тем, что, проэкстраполировав значения C ( g) к начальной точке [ С ( 0) ], можно определить равновесный коэффициент распределения. Однако следует отметить, что на начальном участке из-за особенностей теплоотвода скорость кристаллизации может заметно отличаться от устанавливающейся на средней части образца. Это затрудняет определение Ко указанным способом. [11]
Этот вариант нормальной направленной кристаллизации не приводит к какому-либо перераспределению концентраций. Вместе с тем использование бездиффузионной направленной кристаллизации представляет интерес для построения неравновесных диаграмм состояния и исследования метастабильных равновесий. [12]
В процессе нормальной направленной кристаллизации ( в дальнейшем, как и выше, для краткости будем называть ее направленной) расплав находится в контакте с поверхностью контейнера площадью S, которая является переменной. Примем, что скорость поступления примеси vn с единицы поверхности контакта постоянна. [13]
Как и при нормальной направленной кристаллизации, после достижения стационарного режима массопереноса при зонной перекристаллизации устанавливается также постоянное значение эффективного коэффициента распределения. Это позволяет и в данном случае рассматривать процесс перераспределения концентраций, исходя из допущений Галливера-Пфанна, причем использование этих допущений особенно важно при анализе распределения концентраций в результате зонной перекристаллизации. Это связано с тем, что зонная перекристаллизация, как правило, - процесс многократный. [14]
Благодаря простоте методов нормальной направленной кристаллизации их удобно применять для оценки коэффициента распределения компонентов при других процессах направленной кристаллизации. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5