Vad är zonsmältning?

Zone -smältning är en reningsprocess för kristaller, särskilt de som används i halvledare, som använder värme för att trycka föroreningar från toppen av en kristall till botten av en kristall.När kristallen upphettas dras föroreningarna till botten av kristallen och botten stängs av, vilket lämnar ett renat prov.Det finns två sätt att utföra smältning av zon, med värmezonen antingen stationär eller rörelse;Båda kommer till liknande resultat.Zonförfinering är processen för att utföra smältproceduren flera gånger, tills kristallen är helt ren.

För att starta zonsmältning placeras en kristall i en cylindrisk degel, med en frökristall som sticker ut från toppen.Frökristallen är den huvudsakliga delen som måste renas, även om en del av de andra kristallen också kommer att renas.En ugn framställs sedan, med en smal värmzon nära mitten, och kristallen utsätts långsamt för värmzonen.

Det finns två huvudmetoder för att utföra en zonsmältningsprocess.I Bridgman -metoden rör sig den heta zonen mot degeln medan degeln är stillastående.Stockbarger -metoden är motsatsen, med degeln som rör sig genom en värmzon.Medan fullständiga motsatser gör båda samma sak.

När kristallen utsätts för värmezonen blir den smält.Detta gör att föroreningar i kristallen kan röra sig fritt, och de tenderar att röra sig mot den kallare delen som inte passeras genom värmzonen.För att låta alla föroreningar röra sig, värms kristallen mycket långsamt tills renheten dras in i kristallens bas.Den nedre delen av kristallen sågas av och lämnar en renad kristall.

För att säkerställa att zonsmältning är framgångsrik används en process som kallas zonförädling.Detta är detsamma som zonsmältning, men kristallen renas flera gånger.Genom att göra detta flera gånger till samma kristall kan arbetare vara säkra på att kristallen är helt fri från föroreningar.

Denna reningsprocess görs främst till kristaller som används som halvledare, men den kan också användas i andra applikationer.Halvledare är bitar som används i teknik som har konduktivitet mellan en ledare och isolator.Om föroreningar kvarstår i kristallen skulle de störa flödet av elektricitet, vilket gör kristallen antingen för ledande eller inte ledande nog.