পিভিটি পদ্ধতি, যার পুরো নাম ফিজিক্যাল ভেপার ট্রান্সপোর্টেশন, সিলিকন কার্বাইড (SiCউচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে ক্রিস্টাল তৈরি করা হয়। এর মূল নীতি হলো, ২৩০০℃-এর বেশি তাপমাত্রায় এবং ভ্যাকুয়ামের কাছাকাছি একটি নিম্নচাপের পরিবেশে সিলিকন কার্বাইড পাউডারকে উত্তপ্ত করে ঊর্ধ্বপাতন ঘটানো, যার ফলে Si, Si2C, এবং SiC2-এর মতো গ্যাসীয় উপাদানযুক্ত একটি বিক্রিয়া গ্যাস তৈরি হয়। কঠিন-দশার ঊর্ধ্বপাতন বিক্রিয়ার ফলে গঠিত Si এবং C উপাদানগুলির গ্যাসীয়-দশার আংশিক চাপ ভিন্ন হওয়ার কারণে, তাপীয় ক্ষেত্রের বন্টনের সাথে Si/C স্টোইকিওমেট্রিক অনুপাত পরিবর্তিত হয়। তাই, গ্যাসীয় উপাদানগুলির বন্টন এবং পরিবহন নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন, যাতে সেগুলি গ্রোথ চেম্বারের নির্দিষ্ট ক্রিস্টালাইজেশন অবস্থানে পৌঁছাতে পারে।
বিশৃঙ্খল গ্যাসীয় দশার কেলাসায়নের ফলে পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন কার্বাইড তৈরি হওয়া রোধ করতে, গ্রোথ চেম্বারের উপরে সিলিকন কার্বাইড বীজ কেলাস স্থাপন করা হয়। গ্যাসীয় দশার অতি-সম্পৃক্ততার প্রভাবে, গ্যাসীয় উপাদানগুলো বীজ কেলাসটির পৃষ্ঠে জমা হয়ে সিলিকন কার্বাইড একক কেলাস গঠন করে। সম্পূর্ণ বিক্রিয়া প্রক্রিয়াটি একটি বদ্ধ গ্রোথ চেম্বারে সংঘটিত হয়, যেখানে বিক্রিয়া সিস্টেমের সমস্ত প্যারামিটার একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে। বৃদ্ধির অবস্থার যেকোনো তারতম্য একক কেলাস বৃদ্ধির স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করবে।
এছাড়াও, সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিকের স্ফটিক অভিমুখীকরণের উপর ভিত্তি করে এর বিভিন্ন ঘনসন্নিবিষ্ট কাঠামো বিভিন্ন পারমাণবিক সংযোগ এবং বন্ধন পদ্ধতির জন্ম দেয়, যার ফলে সিলিকন কার্বাইড আইসোমারের ২০০-র বেশি স্ফটিক রূপ তৈরি হয়। বিভিন্ন স্ফটিক রূপের মধ্যে শক্তি রূপান্তরের বাধা অত্যন্ত কম, তাই পিভিটি একক স্ফটিক বৃদ্ধি সিস্টেমে স্ফটিক রূপের রূপান্তর ঘটার সম্ভাবনা খুব বেশি, যার ফলে লক্ষ্য স্ফটিক রূপগুলো বিশৃঙ্খল হয়ে পড়ে এবং বিভিন্ন স্ফটিকীকরণ ত্রুটি দেখা দেয়। অতএব, স্ফটিক পিণ্ডের স্ফটিক রূপ এবং বিভিন্ন ত্রুটি শনাক্ত করার জন্য বিশেষ পরিদর্শন সরঞ্জাম ব্যবহার করা প্রয়োজন।
সিলিকন কার্বাইড তৈরির প্রক্রিয়ায় অত্যন্ত উচ্চমানের শর্তাবলী রয়েছে, যা প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে প্রকাশ পায়:
- সিলিকন কার্বাইড পাউডার সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় অনেক পরিবেশগত অশুদ্ধি থাকে, যার ফলে উচ্চ-বিশুদ্ধ পাউডার পাওয়া কঠিন হয়ে পড়ে। বিক্রিয়ার উৎস হিসেবে সিলিকন পাউডার এবং কার্বন পাউডারের মধ্যে অসম্পূর্ণ বিক্রিয়ার কারণে Si/C অনুপাতে ভারসাম্যহীনতা দেখা দেওয়ার প্রবণতা থাকে। সংশ্লেষণের পর সিলিকন কার্বাইড পাউডারের স্ফটিক রূপ এবং কণার আকার নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন।
- ২৩০০℃-এর বেশি উচ্চ তাপমাত্রা এবং প্রায় শূন্যস্থানের পরিস্থিতিতে, একটি বদ্ধ গ্রাফাইট প্রকোষ্ঠে সিলিকন কার্বাইড একটি “কঠিন-গ্যাস-কঠিন” রূপান্তর এবং পুনঃস্ফটিকীকরণ প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটির বৃদ্ধিচক্র দীর্ঘ, এটি নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন এবং এতে মাইক্রোটিউবিউল ও ইনক্লুশনের মতো ত্রুটি দেখা দেওয়ার প্রবণতা থাকে।
- সিলিকন কার্বাইডে ২০০-র বেশি বিভিন্ন ক্রিস্টাল ফর্ম রয়েছে, কিন্তু উৎপাদনের জন্য সাধারণত কেবল একটি ক্রিস্টাল ফর্মের প্রয়োজন হয়। গ্রোথ প্রক্রিয়ার সময় ক্রিস্টাল ফর্মের রূপান্তর ঘটার প্রবণতা থাকে, যার ফলে বহু-প্রকার ইনক্লুশন ডিফেক্ট তৈরি হয়। প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার সময় একটি নির্দিষ্ট ক্রিস্টাল ফর্মকে স্থিতিশীলভাবে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, এবং বিভিন্ন ক্রিস্টাল ফর্মের মধ্যে শক্তি রূপান্তরের বাধা অত্যন্ত কম, যা নিয়ন্ত্রণের জটিলতা আরও বাড়িয়ে তোলে। এই সময়ের প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণ এবং সংশ্লিষ্ট গবেষণার জন্য বিপুল পরিমাণ গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) খরচ প্রয়োজন হয়, যা কমপ্লায়েন্ট সিলিকন কার্বাইডের উচ্চ মূল্যের অন্যতম কারণ।
পোস্ট করার সময়: ০৩-০৭-২০২৫