एकल क्रिस्टल भट्टीच्या सहा प्रणाली कोणत्या आहेत?

एकल क्रिस्टल भट्टी हे एक असे उपकरण आहे जे वापरतेग्राफाइट हीटरनिष्क्रिय वायू (आर्गॉन) वातावरणात पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सामग्री वितळवणे आणि नॉन-डिस्लोकेटेड सिंगल क्रिस्टल्स वाढवण्यासाठी झोक्रालस्की पद्धतीचा वापर करणे. यात प्रामुख्याने खालील प्रणालींचा समावेश असतो:

यांत्रिक ट्रान्समिशन सिस्टम

यांत्रिक पारेषण प्रणाली ही एकल स्फटिक भट्टीची मूलभूत कार्यप्रणाली आहे, जी प्रामुख्याने स्फटिकांच्या हालचालीवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी जबाबदार असते आणिक्रुसिबल्सज्यामध्ये बीज स्फटिकांचे उचलणे आणि फिरवणे आणि उचलणे आणि फिरवणे यांचा समावेश आहेक्रुसिबल्सस्फटिक वाढ प्रक्रियेची सुरळीत प्रगती सुनिश्चित करण्यासाठी, हे स्फटिक आणि मुशींची स्थिती, वेग आणि फिरण्याचा कोन यांसारखे मापदंड अचूकपणे समायोजित करू शकते. उदाहरणार्थ, स्फटिक वाढीच्या विविध टप्प्यांमध्ये जसे की बीजारोपण, मान तयार होणे, खांदा तयार होणे, समान व्यासाची वाढ आणि शेपटी तयार होणे, स्फटिक वाढीच्या प्रक्रियेच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी या प्रणालीद्वारे बीज स्फटिक आणि मुशींच्या हालचालींवर अचूक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक असते.

हीटिंग तापमान नियंत्रण प्रणाली

ही सिंगल क्रिस्टल फर्नेसच्या मुख्य प्रणालींपैकी एक आहे, जिचा उपयोग उष्णता निर्माण करण्यासाठी आणि फर्नेसमधील तापमान अचूकपणे नियंत्रित करण्यासाठी केला जातो. ही प्रणाली प्रामुख्याने हीटर्स, तापमान सेन्सर्स आणि तापमान नियंत्रक यांसारख्या घटकांनी बनलेली असते. हीटर सामान्यतः उच्च-शुद्धतेच्या ग्रॅफाइटसारख्या पदार्थांपासून बनवलेला असतो. प्रत्यावर्ती प्रवाहाचे (alternating current) रूपांतर करून आणि प्रवाह वाढवण्यासाठी तो कमी केल्यानंतर, हीटर क्रुसिबलमधील पॉलिसिलिकॉनसारखे बहुस्फटिकी पदार्थ वितळवण्यासाठी उष्णता निर्माण करतो. तापमान सेन्सर फर्नेसमधील तापमानातील बदलांवर रिअल-टाइममध्ये लक्ष ठेवतो आणि तापमानाचा सिग्नल तापमान नियंत्रकाकडे पाठवतो. तापमान नियंत्रक ठरवलेल्या तापमान पॅरामीटर्स आणि फीडबॅक तापमान सिग्नलनुसार उष्णता शक्ती अचूकपणे नियंत्रित करतो, ज्यामुळे फर्नेसमधील तापमानाची स्थिरता राखली जाते आणि स्फटिकांच्या वाढीसाठी योग्य तापमान वातावरण उपलब्ध होते.

व्हॅक्यूम सिस्टम

क्रिस्टल वाढ प्रक्रियेदरम्यान भट्टीमध्ये निर्वात वातावरण तयार करणे आणि ते टिकवून ठेवणे हे व्हॅक्यूम सिस्टीमचे मुख्य कार्य आहे. भट्टीमधील हवा आणि अशुद्ध वायू व्हॅक्यूम पंप आणि इतर उपकरणांद्वारे बाहेर काढले जातात, ज्यामुळे भट्टीमधील वायूचा दाब अत्यंत कमी पातळीवर, साधारणपणे ५ टॉर (TOR) पेक्षा कमी, पोहोचतो. यामुळे उच्च तापमानात सिलिकॉन पदार्थाचे ऑक्सिडीकरण होण्यापासून बचाव होतो आणि क्रिस्टल वाढीची शुद्धता व गुणवत्ता सुनिश्चित होते. त्याच वेळी, निर्वात वातावरण क्रिस्टल वाढ प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणाऱ्या बाष्पशील अशुद्धींना काढून टाकण्यास आणि क्रिस्टलची गुणवत्ता सुधारण्यास देखील मदत करते.

आर्गॉन प्रणाली

सिंगल क्रिस्टल फर्नेसमध्ये, आर्गॉन प्रणाली फर्नेसच्या आतील दाबाचे संरक्षण आणि नियमन करण्यात भूमिका बजावते. व्हॅक्यूम केल्यानंतर, उच्च-शुद्धतेचा आर्गॉन वायू (शुद्धता ६:९ पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे) फर्नेसमध्ये भरला जातो. एकीकडे, तो बाहेरील हवा फर्नेसमध्ये शिरण्यापासून आणि सिलिकॉन पदार्थांचे ऑक्सिडीकरण होण्यापासून रोखतो; दुसरीकडे, आर्गॉन वायू भरल्यामुळे फर्नेसच्या आतील दाब स्थिर राहतो आणि स्फटिकांच्या वाढीसाठी योग्य दाबाचे वातावरण उपलब्ध होते. याव्यतिरिक्त, आर्गॉन वायूचा प्रवाह स्फटिकांच्या वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणारी उष्णता देखील दूर करतो, ज्यामुळे तो एक प्रकारची शीतलता देतो.

पाणी थंड करण्याची प्रणाली

वॉटर कूलिंग सिस्टीमचे कार्य सिंगल क्रिस्टल फर्नेसच्या विविध उच्च-तापमान घटकांना थंड करणे आहे, जेणेकरून उपकरणाचे सामान्य कार्य आणि सेवा आयुष्य सुनिश्चित होईल. सिंगल क्रिस्टल फर्नेसच्या कार्यादरम्यान, हीटर,क्रुसिबलइलेक्ट्रोड आणि इतर घटक मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करतात. जर त्यांना वेळेवर थंड केले नाही, तर उपकरण जास्त गरम होईल, त्याचा आकार बदलेल किंवा ते खराबही होऊ शकते. वॉटर कूलिंग सिस्टीम थंड पाणी फिरवून या घटकांची उष्णता काढून टाकते आणि उपकरणाचे तापमान सुरक्षित मर्यादेत ठेवते. त्याच वेळी, वॉटर कूलिंग सिस्टीम भट्टीमधील तापमान समायोजित करण्यास देखील मदत करते, ज्यामुळे तापमान नियंत्रणाची अचूकता सुधारते.

विद्युत नियंत्रण प्रणाली

विद्युत नियंत्रण प्रणाली ही एकल स्फटिक भट्टीचा "मेंदू" आहे, जी संपूर्ण उपकरणाच्या कार्यावर देखरेख ठेवण्यासाठी आणि ते नियंत्रित करण्यासाठी जबाबदार असते. ती तापमान सेन्सर, दाब सेन्सर, स्थिती सेन्सर इत्यादी विविध सेन्सरकडून संकेत (सिग्नल्स) प्राप्त करू शकते आणि या संकेतांच्या आधारे यांत्रिक पारेषण प्रणाली, उष्णता तापमान नियंत्रण प्रणाली, निर्वात प्रणाली, आर्गॉन प्रणाली आणि जल शीतकरण प्रणाली यांच्यात समन्वय साधून त्यांना नियंत्रित करते. उदाहरणार्थ, स्फटिक वाढण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, विद्युत नियंत्रण प्रणाली तापमान सेन्सरकडून मिळालेल्या तापमान संकेतानुसार उष्णता शक्ती (हीटिंग पॉवर) आपोआप समायोजित करू शकते; स्फटिकाच्या वाढीनुसार, ती बीज स्फटिक (सीड क्रिस्टल) आणि मुशीच्या (क्रुसिबल) हालचालीचा वेग आणि फिरण्याचा कोन नियंत्रित करू शकते. त्याच वेळी, विद्युत नियंत्रण प्रणालीमध्ये दोष निदान आणि धोक्याची सूचना (अलार्म) देण्याची कार्ये देखील आहेत, जी उपकरणातील असामान्य स्थिती वेळेवर शोधून उपकरणाचे सुरक्षित कार्य सुनिश्चित करू शकतात.