Метода - направленная кристаллизация
Cтраница 3
Чистота исходных компонентов, используемых для синтеза полупроводниковых соединений, во многих случаях не обеспечивает получения материала требуемого качества. Поэтому синтезированное соединение подвергают дополнительной очистке методами направленной кристаллизации. Проще всего она реализуется в методах синтеза, совмещенных с зонной плавкой синтезируемого соединения, создающей возможность глубокой его очистки. Однако в большинстве случаев после синтеза расплав кристаллизуют методами Чохральского, Бриджмена или горизонтальной направленной кристаллизации, мало пригодными для целей очистки, или кристаллизуют нормально, что не сопровождается очисткой. [32]
Для очистки веществ, являющихся при обычных условиях жидкостями, определенный интерес представляет метод зонного замораживания. В этом методе исходное очищаемое вещество, как и в методе направленной кристаллизации, находится в жидком состоянии. Однако оттеснение примеси из одного конца загрузки в другой здесь осуществляется не путем ее последовательного направленного затвердевания, а путем прохода через загрузку отвердевающей зоны определенных размеров. Жидкость, попадающая в область воздействия затвердевающей зоны, или, как говорят, зоны замораживания, создаваемой, например, холодильником с циркулирующим через него хладо-агентом, кристаллизуется. [33]
II, характер распределения компонентов по длине образцов, полученных методами направленной кристаллизации, находится в тесной взаимосвязи с типом соответствующей диаграммы состояния, отражающей взаимодействие компонентов в системе. Таким образом, анализ кривых распределения компонентов позволяет получить информацию, представляющую значительный интерес для физико-химического анализа исследуемой системы. [34]
Перемещением нагревателя расплавленная зона передвигается вдоль очищаемого слитка. По мере своего продвижения такая зона обогащается примесями, оставляя позади себя чистую закристаллизовавшуюся твердую фазу. Методами направленной кристаллизации или зонной плавки удается очистить германий от примесей фосфора, мышьяка, сурьмы до одного атома на 10 миллиардов атомов германия. [35]
Направленная кристаллизация эффективнее зонной плавки, так как примесь из твердой фазы переходит в сравнительно большой объем жидкости, за один проход направленной кристаллизации очищаются 5 - 7 нижних частей образца из 10, в то время как при зонной плавке до той же степени чистоты очищается только первая часть. Отбор наиболее загрязненной фракции позволяет повысить степень предельной очистки в случае направленной кристаллизации. Недостатком метода направленной кристаллизации является сложность автоматизации установки, включая отбор загрязненной фракции. [36]
 |
Зависимость концентрации Cg примеси в твердой фазе от величины относительной доли g затвердевшей части образца в процессе направленной кристаллизации по. [37] |
А в равновесном процессе равно АГисх С0 - исходная концентрация примеси, С - концентрация примеси в твердой фазе у границы раздела фаз как функция исходной концентрации, коэффициента распределения и величины g - закристаллизовавшейся доли исходного объема, принятого за единицу. Изменения С в этом случае показаны на рис. VI.33, из которого видно, что по мере увеличения g в связи с накоплением примеси в расплаве ее концентрация в кристаллической фазе быстро растет. В методе направленной кристаллизации [8] расплавляется весь стержень, которому дают затем остывать с одного конца. Этот метод удобен, если должная очистка хотя бы малой доли образца осуществляется с первого раза. Если необходимо неоднократное повторение процесса, значительно эффективнее метод зонной плавки. [38]
Для концентрирования примесей в металлической сурьме использована направленная кристаллизация. Для того чтобы судить о возможности концентрирования примесей направленной кристаллизацией, необходимо изучить распределение их при этом процессе. Чем больше величина коэффициента распределения отличается от единицы, тем в большей степени происходит концентрирование примесей в конечной ( &1) или в начальной ( k 1) части слитка. При значениях коэффициента распределения, близких к единице, примеси практически не концентрируются, и для анализа таких примесей метод направленной кристаллизации применять в целях концентрирования нецелесообразно. Таким образом, определение коэффициентов распределения является одной из основных задач при решении вопроса о применимости метода направленной кристаллизации для получения аналитических концентратов. [39]
Мышьяк, сурьму и висмут в свободном состоянии получают обычно путем карбо - или металлотермического восстановления оксидов. Поскольку мышьяк и его аналоги обычно ассоциированы со многими металлами, в процессе восстановления образуются сплавы. Восстановленный полупродукт подвергают хлорированию. Летучие хлориды мышьяка, сурьмы и висмута отгоняют, подвергают дистилляции, а затем восстанавливают, например водородом, цинком и т.п. Окончательная очистка мышьяка достигается вакуумной пересублимацией. Сурьму и висмут подвергают глубокой очистке методами направленной кристаллизации или зонной плавки. [40]
Мышьяк, сурьму и висмут в свободном состоянии получают обычно путем карбо - или металлотермического восстановления оксидов. Поскольку мышьяк и его аналоги обычно ассоциированы со многими металлами, в процессе восстановления образуются сплавы. Восстановленный полупродукт подвергают хлорированию. Летучие хлориды мышьяка, - сурьмы и висмута отгоняют, подвергают дистилляции, а затем восстанавливают, например водородом, цинком и т.п. Окончательная очистка мышьяка достигается вакуумной пересублимацией. Сурьму и висмут подвергают глубокой очистке методами направленной кристаллизации или зонной плавки. [41]
Температуру верхней жидкости поддерживали приблизительно 30, а нижней - около - 28 путем погружения в охладитель. По истечении приблизительно 10 суток, когда весь бензол, за исключением небольшого количества, закристаллизовался, ампулу переворачивали и жидкую фракцию удаляли. Твердое вещество расплавляли и собирали отдельно. Полагали, что количество примесей в таком образце было слишком мало, чтобы их можно было обнаружить методом термического анализа. Этот общий метод для выращивания монокристаллов, часто называемый методом Бридгмана или Бридгмана - Стокбергера, аналогичен методу направленной кристаллизации. Однако скорость движения при этом методе значительно ниже. Например, Шервуд и Томсон нашли, что для того, чтобы вырастить хорошие кристаллы антрацена, требовалась скорость 0 1 - 0 2 см / час. [42]
Страницы: 1 2 3