Жылу өрісіндегі температура градиенті дегеніміз не?

Монокристалды өсу жылу өрісі – монокристалдың сапасына, өсу жылдамдығына және кристал түзілу жылдамдығына тікелей әсер ететін монокристалды өсу процесі кезінде жоғары температуралы пеш ішіндегі температураның кеңістікте таралуы. Жылу өрісін стационарлық және өтпелі түрлерге бөлуге болады. Тұрақты күйдегі жылу өрісі температураның салыстырмалы түрде таралуы бар жылу ортасы болып табылады, ал өтпелі жылу өрісі үнемі өзгеретін пеш температурасын көрсетеді.

Монокристалды өсу кезінде фазалық түрлендіру (сұйық фазадан қатты фазаға) үздіксіз жүріп, қатудың жасырын жылуын босатады. Бұл кезде кристал ұзағырақ және ұзағырақ тартылған сайын балқыма беті үздіксіз төмендеп, жылу өткізгіштік, сәулелену және басқа да жағдайлар өзгереді. Сондықтан жылу өрісі айнымалы болып табылады, ол динамикалық жылу өрісі деп аталады.

---

Қатты-сұйықтық интерфейсі

Белгілі бір сәтте пештің әрбір нүктесінде белгілі бір температура болады. Температуралық өрістің барлық нүктелерін температурасы бірдей қоссақ, кеңістіктік бет алынады. Бұл кеңістік бетінде температура барлық жерде бірдей, оны біз изотермиялық бет деп атаймыз. Монокристалды пештегі изотермиялық беттер тобының ішінде қатты фаза мен сұйық фаза арасындағы шекара қызметін атқаратын өте ерекше изотермиялық бет бар, сондықтан оны қатты-сұйықтық интерфейсі деп те атайды. Кристалдар осы қатты-сұйықтық интерфейсінен өседі.

---

Температура градиенті

Температура градиенті жылу өрісіндегі А нүктесінің температурасынан оның айналасындағы көршілес В нүктесінің температурасына дейінгі температураның өзгеру жылдамдығын, яғни қашықтық бірлігіне температураның өзгеру жылдамдығын білдіреді.

Монокристалды кремнийдің өсуі кезінде термиялық өрісте екі форма (қатты және балқыма) болады және осылайша температура градиентінің екі түрі болады:

1. Кристалдағы бойлық температура градиенті және радиалды температура градиенті.

2. Балқымадағы бойлық температура градиенті және радиалды температура градиенті.

Бұл екі мүлдем басқа температураның таралуы, бірақ қатты-сұйықтық интерфейсіндегі температура градиенті кристалдану күйіне ең үлкен әсер етеді. Кристаллдың радиалды температуралық градиенті кристалдың бойлық және көлденең жылу өткізгіштігімен, беттік сәулеленуімен және оның жылу өрісіндегі орнымен анықталады. Жалпы айтқанда, температура кристалдың ортасында жоғары, ал шетінде төмен. Балқыманың радиалды температуралық градиенті негізінен тигельдің айналасындағы қыздырғыштармен анықталады, сондықтан орталықта температура төмен және тигельге жақын жерде жоғары, ал радиалды температура градиенті әрқашан оң мән болып табылады.

---

Жылу өрісінің температурасын дұрыс бөлуге қойылатын талаптар

1. Кристаллдағы бойлық температура градиенті жеткілікті үлкен болуы керек, бірақ кристалданудың жасырын жылуын кетіру үшін өсу кезінде кристалдың жеткілікті жылу тарату қабілетіне ие болуын қамтамасыз ету үшін шамадан тыс болмауы керек.

2. Балқымадағы жаңа кристалдық ядролардың пайда болуын болдырмау үшін балқымадағы бойлық температура градиенті салыстырмалы түрде үлкен болуы керек; дегенмен, шамадан тыс үлкен градиент дислокацияны тудыруы және кристалдардың сынуына әкелуі мүмкін.

3. Кристалдану интерфейсіндегі бойлық температура градиенті монокристалды өсіру үшін жеткілікті қозғаушы күшті қамтамасыз ете отырып, қажетті асқын салқындату дәрежесін қалыптастыру үшін сәйкес үлкен болуы керек. Ол тым үлкен болмауы керек, әйтпесе құрылымдық ақаулар пайда болады. Сонымен қатар, кристалдану интерфейсі тегіс болуы үшін радиалды температура градиенті мүмкіндігінше аз болуы керек.

Жылу өрісі жүйесінің конфигурациясы және құрамдас бөліктерін таңдау көбінесе жоғары температуралы пештің ішіндегі температура градиентінің өзгеруін анықтайды. Semicorex жоғары сортты жеткізедіC/C композитті жылытқыштар, C/C композиттік бағыттаушы түтіктер, C/C композициялық тигельс жәнеC/C композициялық жылу оқшаулағыш цилиндрлерікристалдардың оңтайлы өсу сапасы мен өндіріс тиімділігіне қол жеткізу үшін жақсы жұмыс істейтін және тұрақты жұмыс істейтін бір кристалды жылу өрісі жүйесін құруға көмектесетін біздің қымбатты тұтынушыларымызға.