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布里奇曼-史托巴格法

布里奇曼-史托巴格法(英語:Bridgman–Stockbarger technique)晶體成長技術,以美國物理學家珀西·布里奇曼(Percy Williams Bridgman)與唐納·史托巴格(Donald C. Stockbarger)為名。這種技術囊括兩種大同而小異的方法進行人造胚晶[1](單晶晶錠)的晶體成長,但也可以凝固出多晶晶錠。

垂直式布里奇曼法示意圖
如果想用布里奇曼法長單晶就要在爐管一端加單晶當作晶種

簡介

布里奇曼-史托巴格法牽涉到加熱多晶材料工件至其熔點以上的溫度,然後再從工件容器有晶種的一端緩慢地開始進行冷卻。今若欲將一塊多晶工件成長成單晶晶錠,則需要先找一顆單晶來擔任晶種,使其與工件之冷凝端相接,俟爐料經熔融凝固後,在冷卻爐段凝固新生的晶體沿坩鍋容器的長邊逐漸生成,且將與晶種有相同之結晶取向[2]。該過程可以在水平或垂直方向上進行,且常涉及旋轉坩堝或安瓿來攪拌熔融液。[3]

布里奇曼法雖然是20世紀初開發出來,算較老式的晶體成長方法,可是在長某些特定半導體晶體的時候還是很好用,尤其是那些柴氏拉晶法很難長的晶體,譬如說發光二極體要用的砷化鎵。用布里奇曼法來長單晶雖然頗為可靠,但是長出來的東西往往有性質、雜質不均勻的問題。[3]

布里奇曼法[4]跟史托巴格法[5]的差異相當細微。兩種方法皆仰賴溫度梯度與移動的坩鍋,不過布里奇曼法利用爐口相對不易控制的溫度梯度;而史托巴格法則在加熱爐段跟冷卻爐段中間還加了一片隔板,把兩爐段不同溫度分開。一般認為史托巴格的改良,對於熔融的固液界面的溫度梯度控制較好。

當上述裝置沒有加晶種時,各種棒狀、塊狀、甚至不規則狀的晶體進料都可以在熔融又凝固後產生多晶晶錠。這些多晶晶錠的顯微組織會出現成列的晶粒,類似金屬或合金在方向性凝固英语Directional solidification[6]後會有的顯微組織。

參見

參考文獻

  1. ^ 存档副本. [2017-02-16]. (原始内容于2017-02-26). 
  2. ^ 存档副本. [2017-02-16]. (原始内容于2018-12-24). 
  3. ^ 3.0 3.1 Hans J. Scheel; Peter Capper; Peter Rudolph. Crystal Growth Technology: Semiconductors and Dielectrics. John Wiley & Sons. 25 October 2010: 177–178. ISBN 978-3-527-32593-1. 
  4. ^ Bridgman, Percy W. Certain Physical Properties of Single Crystals of Tungsten, Antimony, Bismuth, Tellurium, Cadmium, Zinc, and Tin. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 1925, 60 (6): 305–383. . JSTOR 25130058 .. doi:10.2307/25130058. 
  5. ^ Stockbarger, Donald C. The Production of Large Single Crystals of Lithium Fluoride. Review of Scientific Instruments. 1936, 7 (3): 133–136. Bibcode:1936RScI....7..133S. doi:10.1063/1.1752094. 
  6. ^ . [2017-02-16]. (原始内容存档于2019-09-15). 

布里奇曼, 史托巴格法, 英語, bridgman, stockbarger, technique, 晶體成長技術, 以美國物理學家珀西, 布里奇曼, percy, williams, bridgman, 與唐納, 史托巴格, donald, stockbarger, 為名, 這種技術囊括兩種大同而小異的方法進行人造胚晶, 單晶晶錠, 的晶體成長, 但也可以凝固出多晶晶錠, 垂直式布里奇曼法示意圖, 如果想用布里奇曼法長單晶就要在爐管一端加單晶當作晶種簡介, 编辑牽涉到加熱多晶材料工件至其熔點以上的溫度, 然後再從. 布里奇曼 史托巴格法 英語 Bridgman Stockbarger technique 晶體成長技術 以美國物理學家珀西 布里奇曼 Percy Williams Bridgman 與唐納 史托巴格 Donald C Stockbarger 為名 這種技術囊括兩種大同而小異的方法進行人造胚晶 1 單晶晶錠 的晶體成長 但也可以凝固出多晶晶錠 垂直式布里奇曼法示意圖 如果想用布里奇曼法長單晶就要在爐管一端加單晶當作晶種簡介 编辑布里奇曼 史托巴格法牽涉到加熱多晶材料工件至其熔點以上的溫度 然後再從工件容器有晶種的一端緩慢地開始進行冷卻 今若欲將一塊多晶工件成長成單晶晶錠 則需要先找一顆單晶來擔任晶種 使其與工件之冷凝端相接 俟爐料經熔融凝固後 在冷卻爐段凝固新生的晶體沿坩鍋容器的長邊逐漸生成 且將與晶種有相同之結晶取向 2 該過程可以在水平或垂直方向上進行 且常涉及旋轉坩堝或安瓿來攪拌熔融液 3 布里奇曼法雖然是20世紀初開發出來 算較老式的晶體成長方法 可是在長某些特定半導體晶體的時候還是很好用 尤其是那些柴氏拉晶法很難長的晶體 譬如說發光二極體要用的砷化鎵 用布里奇曼法來長單晶雖然頗為可靠 但是長出來的東西往往有性質 雜質不均勻的問題 3 布里奇曼法 4 跟史托巴格法 5 的差異相當細微 兩種方法皆仰賴溫度梯度與移動的坩鍋 不過布里奇曼法利用爐口相對不易控制的溫度梯度 而史托巴格法則在加熱爐段跟冷卻爐段中間還加了一片隔板 把兩爐段不同溫度分開 一般認為史托巴格的改良 對於熔融的固液界面的溫度梯度控制較好 當上述裝置沒有加晶種時 各種棒狀 塊狀 甚至不規則狀的晶體進料都可以在熔融又凝固後產生多晶晶錠 這些多晶晶錠的顯微組織會出現成列的晶粒 類似金屬或合金在方向性凝固 英语 Directional solidification 6 後會有的顯微組織 參見 编辑柴可拉斯基法 浮帶矽 微下拉晶體成長法 雷射加熱平台成長參考文獻 编辑 存档副本 2017 02 16 原始内容存档于2017 02 26 存档副本 2017 02 16 原始内容存档于2018 12 24 3 0 3 1 Hans J Scheel Peter Capper Peter Rudolph Crystal Growth Technology Semiconductors and Dielectrics John Wiley amp Sons 25 October 2010 177 178 ISBN 978 3 527 32593 1 Bridgman Percy W Certain Physical Properties of Single Crystals of Tungsten Antimony Bismuth Tellurium Cadmium Zinc and Tin Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences 1925 60 6 305 383 JSTOR 25130058 doi 10 2307 25130058 Stockbarger Donald C The Production of Large Single Crystals of Lithium Fluoride Review of Scientific Instruments 1936 7 3 133 136 Bibcode 1936RScI 7 133S doi 10 1063 1 1752094 存档副本 2017 02 16 原始内容存档于2019 09 15 取自 https zh wikipedia org w index php title 布里奇曼 史托巴格法 amp oldid 74099586, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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