ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଉପରେ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍‌ର ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ସାଂଖ୍ୟିକ ସିମୁଲେସନ୍ ଅଧ୍ୟୟନ

ଏହାର ମୌଳିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାସି.ଆଇ.ସି.ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିକୁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ କଞ୍ଚାମାଲର ଉତ୍ତପ୍ତକରଣ ଏବଂ ବିଘଟନ, ତାପମାତ୍ରା କ୍ରମାଗତ ପ୍ରଭାବରେ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦାର୍ଥର ପରିବହନ ଏବଂ ବିହନ ସ୍ଫଟିକରେ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦାର୍ଥର ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ବୃଦ୍ଧିରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ଏହା ଉପରେ ଆଧାର କରି, କ୍ରୁସିବଲର ଭିତର ଅଂଶକୁ ତିନୋଟି ଭାଗରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି: କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ର, ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠ ଏବଂ ବିହନ ସ୍ଫଟିକ। ପ୍ରକୃତ ପ୍ରତିରୋଧକ ଉପରେ ଆଧାର କରି ଏକ ସଂଖ୍ୟାତ୍ମକ ସିମୁଲେସନ୍ ମଡେଲ୍ ଅଙ୍କା ଯାଇଥିଲା।ସି.ଆଇ.ସି.ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଉପକରଣ (ଚିତ୍ର 1 ଦେଖନ୍ତୁ)। ଗଣନାରେ: ତଳ ଭାଗକ୍ରୁସିବଲପାର୍ଶ୍ୱ ହିଟରର ତଳ ଭାଗରୁ 90 ମିମି ଦୂରରେ, କ୍ରୁସିବଲର ଉପର ତାପମାତ୍ରା 2100 ℃, କଞ୍ଚାମାଲ କଣିକା ବ୍ୟାସ 1000 μm, ପୋରୋସିଟି 0.6, ବୃଦ୍ଧି ଚାପ 300 Pa, ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ସମୟ 100 ଘଣ୍ଟା। PG ଘନତା 5 ମିମି, ବ୍ୟାସ କ୍ରୁସିବଲର ଭିତର ବ୍ୟାସ ସହିତ ସମାନ, ଏବଂ ଏହା କଞ୍ଚାମାଲଠାରୁ 30 ମିମି ଉପରେ ଅବସ୍ଥିତ। ଗଣନାରେ କଞ୍ଚାମାଲ ଜୋନର ଉପଲିମେସନ, କାର୍ବନାଇଜେସନ ଏବଂ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବିଚାରକୁ ନିଆଯାଇଛି, ଏବଂ PG ଏବଂ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ବିଚାରକୁ ନିଆଯାଇନାହିଁ। ଗଣନା-ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଭୌତିକ ଗୁଣଧର୍ମ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ସାରଣୀ 1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।

ଚିତ୍ର ୧ ସିମୁଲେସନ ଗଣନା ମଡେଲ। (କ) ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ସିମୁଲେସନ ପାଇଁ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ମଡେଲ; (ଖ) କ୍ରୁସିବଲର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ କ୍ଷେତ୍ରର ବିଭାଜନ ଏବଂ ସମ୍ବନ୍ଧିତ ଭୌତିକ ସମସ୍ୟା।

ସାରଣୀ ୧ ଗଣନାରେ ବ୍ୟବହୃତ କିଛି ଭୌତିକ ପାରାମିଟର

ଚିତ୍ର 2(a) ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ PG-ଧାରଣକାରୀ ଗଠନର ତାପମାତ୍ରା (ସଂରଚନା 1 ଭାବରେ ସୂଚିତ) PG ତଳେ PG-ମୁକ୍ତ ଗଠନ (ସଂରଚନା 0 ଭାବରେ ସୂଚିତ) ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଏବଂ PG ଉପରେ ଗଠନ 0 ଅପେକ୍ଷା କମ୍। ସାମଗ୍ରିକ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ PG ଏକ ଉତ୍ତାପ-ଅନୁରୋଧକ ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। ଚିତ୍ର 2(b) ଏବଂ 2(c) ଅନୁଯାୟୀ, କଞ୍ଚାମାଲ ଜୋନରେ ଗଠନ 1 ର ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ଛୋଟ, ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନ ଅଧିକ ସମାନ, ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀର ଉତ୍ତପ୍ତକରଣ ଅଧିକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ। କଞ୍ଚାମାଲ ଜୋନ ପରି ନୁହେଁ, ଚିତ୍ର 2(c) ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଗଠନ 1 ର ବୀଜ ସ୍ଫଟିକରେ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ବଡ଼, ଯାହା ବିଭିନ୍ନ ଉତ୍ତାପ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ମୋଡର ବିଭିନ୍ନ ଅନୁପାତ ଯୋଗୁଁ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ସ୍ଫଟିକକୁ ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସହିତ ବୃଦ୍ଧି କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। ଚିତ୍ର 2(d) ରେ, କ୍ରୁସିବଲର ବିଭିନ୍ନ ସ୍ଥାନରେ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଧାରା ଦେଖାଉଛି, କିନ୍ତୁ କଞ୍ଚାମାଲ ଜୋନରେ ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ମଧ୍ୟରେ ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ ଧୀରେ ଧୀରେ ହ୍ରାସ ପାଉଛି ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ଚାମ୍ବରରେ ଧୀରେ ଧୀରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଉଛି।

ଚିତ୍ର 2 କ୍ରୁସିବଲରେ ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ପରିବର୍ତ୍ତନ। (କ) 0 ଘଣ୍ଟା, ୟୁନିଟ୍: ℃ ରେ ଗଠନ 0 (ବାମ) ଏବଂ ଗଠନ 1 (ଡାହାଣ) ର କ୍ରୁସିବଲ ଭିତରେ ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନ; (ଖ) କଞ୍ଚାମାଲର ତଳୁ 0 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ର କ୍ରୁସିବଲର କେନ୍ଦ୍ର ରେଖାରେ ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନ; (ଗ) ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ (A) ଏବଂ କଞ୍ଚାମାଲ ପୃଷ୍ଠ (B), ମଧ୍ୟମ (C) ଏବଂ ତଳ (D) ରେ କେନ୍ଦ୍ରରୁ କ୍ରୁସିବଲର ଧାର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନ, 0 ଘଣ୍ଟାରେ, ଭୂସମାନ୍ତର ଅକ୍ଷ r ହେଉଛି A ପାଇଁ ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ, ଏବଂ B~D ପାଇଁ କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ; (ଘ) 0, 30, 60, ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ର ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠର ଉପର ଅଂଶ (A), କଞ୍ଚାମାଲ ପୃଷ୍ଠ (B) ଏବଂ ମଧ୍ୟମ (C) ର କେନ୍ଦ୍ରରେ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ।

ଚିତ୍ର 3 ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ର କ୍ରୁସିବଲରେ ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନ ଦର୍ଶାଉଛି। କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ର ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ଚାମ୍ବରରେ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ସ୍ଥିତି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନ ଦୁର୍ବଳ ହୁଏ। ଚିତ୍ର 3 ଏହା ମଧ୍ୟ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ସିମୁଲେସନ ପରିସ୍ଥିତିରେ, କଞ୍ଚାମାଲ ପ୍ରଥମେ କ୍ରୁସିବଲର ପାର୍ଶ୍ୱ କାନ୍ଥରେ ଏବଂ ତା'ପରେ କ୍ରୁସିବଲର ତଳ ଭାଗରେ ଗ୍ରାଫିଟାଇଜ୍ ହୁଏ। ଏହା ସହିତ, କଞ୍ଚାମାଲର ପୃଷ୍ଠରେ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ହୁଏ ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ଏହା ଧୀରେ ଧୀରେ ଘନ ହୁଏ। ଚିତ୍ର 4(a) ଏବଂ 4(b) ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ବୃଦ୍ଧି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ କଞ୍ଚାମାଲ ଭିତରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ହ୍ରାସ ପାଏ, ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ମୁହୂର୍ତ୍ତର ପ୍ରାୟ 50%; ତଥାପି, କଞ୍ଚାମାଲର ଗ୍ରାଫିଟାଇଜେସନ୍ ଯୋଗୁଁ ପ୍ରବାହ ହାର ଧାରରେ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଭାବରେ ବଡ଼, ଏବଂ ଧାରରେ ପ୍ରବାହ ହାର 100 ଘଣ୍ଟାରେ ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ କ୍ଷେତ୍ରରେ ପ୍ରବାହ ହାର ଅପେକ୍ଷା 10 ଗୁଣରୁ ଅଧିକ; ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ଗଠନ 1 ରେ PG ର ପ୍ରଭାବ ଗଠନ 1 ର କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରକୁ ଗଠନ 0 ତୁଳନାରେ କମ୍ କରିଥାଏ। ଚିତ୍ର 4(c) ରେ, ବୃଦ୍ଧି ଅଗ୍ରଗତି ସହିତ କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ର ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠ ଉଭୟରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ଧୀରେ ଧୀରେ ଦୁର୍ବଳ ହୁଏ, ଏବଂ କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହ୍ରାସ ପାଇବାରେ ଲାଗେ, ଯାହା କ୍ରୁସିବଲର ଧାରରେ ବାୟୁ ପ୍ରବାହ ଚ୍ୟାନେଲ ଖୋଲିବା ଏବଂ ଉପର ଭାଗରେ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନର ବାଧା ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ; ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠରେ, ଗଠନ 0 ର ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ 30 ଘଣ୍ଟାରେ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ 16% କୁ ହ୍ରାସ ପାଏ, ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ କେବଳ 3% ହ୍ରାସ ପାଏ, ଯେତେବେଳେ ଗଠନ 1 ସମଗ୍ର ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ସ୍ଥିର ରହିଥାଏ। ତେଣୁ, PG ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରକୁ ସ୍ଥିର କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। ଚିତ୍ର 4(d) ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ସମ୍ମୁଖ ଭାଗରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରକୁ ତୁଳନା କରେ। ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ମୁହୂର୍ତ୍ତ ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ, ଗଠନ 0 ର ବୃଦ୍ଧି ଜୋନରେ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନ ଗଠନ 1 ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ, କିନ୍ତୁ ଗଠନ 0 ର ଧାରରେ ସର୍ବଦା ଏକ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରବାହ ହାର କ୍ଷେତ୍ର ଥାଏ, ଯାହା ଧାରରେ ଅତ୍ୟଧିକ ବୃଦ୍ଧିକୁ ନେଇଥାଏ। ଗଠନ 1 ରେ PG ର ଉପସ୍ଥିତି ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଏହି ଘଟଣାଟିକୁ ଦମନ କରେ।

ଚିତ୍ର 3 କ୍ରୁସିବଲରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ। ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ 0 ଏବଂ 1 ଗଠନରେ ଗ୍ୟାସ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନର ସୁଗମ (ବାମ) ଏବଂ ବେଗ ଭେକ୍ଟର (ଡାହାଣ), ବେଗ ଭେକ୍ଟର ୟୁନିଟ୍: m/s

ଚିତ୍ର 4 ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ। (କ) 0, 30, 60 ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 0 ର କଞ୍ଚାମାଲର ମଧ୍ୟଭାଗରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ବଣ୍ଟନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ, r ହେଉଛି କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ; (ଖ) 0, 30, 60 ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 1 ର କଞ୍ଚାମାଲର ମଧ୍ୟଭାଗରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ବଣ୍ଟନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ, r ହେଉଛି କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ; (ଗ) ସମୟ ସହିତ ବୃଦ୍ଧି ଚାମ୍ବର (A, B) ଭିତରେ ଏବଂ 0 ଏବଂ 1 ର କଞ୍ଚାମାଲ (C, D) ଭିତରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ; (ଘ) 0 ଏବଂ 1 ର ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ ନିକଟରେ 0 ଏବଂ 1 ରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ବଣ୍ଟନ, r ହେଉଛି ବୀଜ ସ୍ଫଟିକର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ।

C/Si SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିର ସ୍ଫଟିକ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ଘନତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଚିତ୍ର 5(a) ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ମୁହୂର୍ତ୍ତରେ ଦୁଇଟି ଗଠନର C/Si ଅନୁପାତ ବଣ୍ଟନକୁ ତୁଳନା କରେ। C/Si ଅନୁପାତ କ୍ରୁସିବଲର ତଳୁ ଉପର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଧୀରେ ଧୀରେ ହ୍ରାସ ପାଏ, ଏବଂ ଗଠନ 1 ର C/Si ଅନୁପାତ ସର୍ବଦା ବିଭିନ୍ନ ସ୍ଥାନରେ ଗଠନ 0 ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଥାଏ। ଚିତ୍ର 5(b) ଏବଂ 5(c) ଦର୍ଶାଏ ଯେ C/Si ଅନୁପାତ ଧୀରେ ଧୀରେ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯାହା ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ପରବର୍ତ୍ତୀ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି, କଞ୍ଚାମାଲ ଗ୍ରାଫିଟାଇଜେସନ୍ ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ ସହିତ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ Si ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସହିତ ଜଡିତ। ଚିତ୍ର 5(d) ରେ, ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ର C/Si ଅନୁପାତ PG (0, 25 mm) ତଳେ ବହୁତ ଭିନ୍ନ, କିନ୍ତୁ PG (50 mm) ଉପରେ ଟିକିଏ ଭିନ୍ନ, ଏବଂ ସ୍ଫଟିକ ନିକଟକୁ ଆସିବା ସହିତ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଧୀରେ ଧୀରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ସାଧାରଣତଃ, ଗଠନ 1 ର C/Si ଅନୁପାତ ଅଧିକ, ଯାହା ସ୍ଫଟିକ ରୂପକୁ ସ୍ଥିର କରିବାରେ ଏବଂ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନର ସମ୍ଭାବନାକୁ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ।

ଚିତ୍ର 5 C/Si ଅନୁପାତର ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ପରିବର୍ତ୍ତନ। (କ) 0 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 0 (ବାମ) ଏବଂ ଗଠନ 1 (ଡାହାଣ) ର କ୍ରୁସିବଲ୍ସରେ C/Si ଅନୁପାତ ବଣ୍ଟନ; (ଖ) ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ (0, 30, 60, 100 ଘଣ୍ଟା) ଗଠନ 0 ର କ୍ରୁସିବଲ୍ସର କେନ୍ଦ୍ର ରେଖାରୁ ବିଭିନ୍ନ ଦୂରତାରେ C/Si ଅନୁପାତ; (ଗ) ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ (0, 30, 60, 100 ଘଣ୍ଟା) ଗଠନ 1 ର କ୍ରୁସିବଲ୍ସର କେନ୍ଦ୍ର ରେଖାରୁ ବିଭିନ୍ନ ଦୂରତାରେ C/Si ଅନୁପାତ; (ଘ) ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ (0, 30, 60, 100 ଘଣ୍ଟା) ଗଠନ 0 (କଠିନ ରେଖା) ଏବଂ ଗଠନ 1 (ଡ୍ୟାସ୍ଡ ରେଖା) ର କ୍ରୁସିବଲ୍ସର କେନ୍ଦ୍ର ରେଖାରୁ ବିଭିନ୍ନ ଦୂରତାରେ (0, 25, 50, 75, 100 ମିମି) ରେ C/Si ଅନୁପାତର ତୁଳନା।

ଚିତ୍ର 6 ଦୁଇଟି ଗଠନର କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର କଣିକା ବ୍ୟାସ ଏବଂ ଛିଦ୍ରତାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦର୍ଶାଉଛି। ଚିତ୍ରଟି ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ କଞ୍ଚାମାଲ ବ୍ୟାସ ହ୍ରାସ ପାଏ ଏବଂ କ୍ରୁସିବଲ୍ କାନ୍ଥ ନିକଟରେ ଛିଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ ଧାର ଛିଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ କଣିକା ବ୍ୟାସ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ସର୍ବାଧିକ ଧାର ଛିଦ୍ରତା 100 ଘଣ୍ଟାରେ ପ୍ରାୟ 0.99, ଏବଂ ସର୍ବନିମ୍ନ କଣିକା ବ୍ୟାସ ପ୍ରାୟ 300 μm। କଞ୍ଚାମାଲର ଉପର ପୃଷ୍ଠରେ କଣିକା ବ୍ୟାସ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ ଛିଦ୍ରତା ହ୍ରାସ ପାଏ, ଯାହା ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ସହିତ ସମାନ। ବୃଦ୍ଧି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ କ୍ଷେତ୍ରର ଘନତା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ କଣିକା ଆକାର ଏବଂ ଛିଦ୍ରତା ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେବା ଜାରି ରଖେ। ସର୍ବାଧିକ କଣିକା ବ୍ୟାସ 1500 μm ରୁ ଅଧିକ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚେ, ଏବଂ ସର୍ବନିମ୍ନ ଛିଦ୍ରତା 0.13। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ଯେହେତୁ PG କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି କରେ ଏବଂ ଗ୍ୟାସ ସୁପରସାଚୁରେସନ୍ ଛୋଟ ହୋଇଥାଏ, ଗଠନ 1 ର କଞ୍ଚାମାଲର ଉପର ଅଂଶର ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ଘନତା ଛୋଟ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା କଞ୍ଚାମାଲ ବ୍ୟବହାର ହାରକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ।

ଚିତ୍ର 6 ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ର କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର କଣିକା ବ୍ୟାସ (ବାମ) ଏବଂ ଛିଦ୍ରତା (ଡାହାଣ) ରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ, କଣିକା ବ୍ୟାସ ଏକକ: μm

ଚିତ୍ର 7 ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ବୃଦ୍ଧି ଆରମ୍ଭରେ ଗଠନ 0 ଟି କ୍ଷତ ହୋଇଯାଏ, ଯାହା କଞ୍ଚାମାଲ ଧାରର ଗ୍ରାଫିଟାଇଜେସନ୍ ଯୋଗୁଁ ଅତ୍ୟଧିକ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ। ପରବର୍ତ୍ତୀ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ କ୍ଷତ ହେବାର ଡିଗ୍ରୀ ଦୁର୍ବଳ ହୋଇଯାଏ, ଯାହା ଚିତ୍ର 4 (d) ରେ ଗଠନ 0 ର ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିର ସମ୍ମୁଖ ଭାଗରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ମେଳ ଖାଏ। ଗଠନ 1 ରେ, PG ର ପ୍ରଭାବ ଯୋଗୁଁ, ସ୍ଫଟିକ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ କ୍ଷତ ଦେଖାଏ ନାହିଁ। ଏହା ସହିତ, PG ମଧ୍ୟ ଗଠନ 1 ର ବୃଦ୍ଧି ହାରକୁ ଗଠନ 0 ତୁଳନାରେ ଯଥେଷ୍ଟ କମ୍ କରିଥାଏ। 100 ଘଣ୍ଟା ପରେ ଗଠନ 1 ର ସ୍ଫଟିକର କେନ୍ଦ୍ର ଘନତା ଗଠନ 0 ର କେବଳ 68%।

ଚିତ୍ର 7 30, 60, ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟାରେ ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ସ୍ଫଟିକର ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ

ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ସାଂଖ୍ୟିକ ସିମୁଲେସନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସର୍ତ୍ତାବଳୀରେ କରାଯାଇଥିଲା। ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ଦ୍ୱାରା ବଢ଼ୁଥିବା ସ୍ଫଟିକଗୁଡ଼ିକ ଯଥାକ୍ରମେ ଚିତ୍ର 8(a) ଏବଂ ଚିତ୍ର 8(b) ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ଗଠନ 0 ର ସ୍ଫଟିକ ଏକ ଅବତଳ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଦେଖାଏ, କେନ୍ଦ୍ରୀୟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅଣ୍ଡୁଲେସନ୍ ଏବଂ ଧାରରେ ଏକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ। ପୃଷ୍ଠ ଉତ୍ତଳ ଗ୍ୟାସ-ଫେଜ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଡିଗ୍ରୀ ଅସମାନତାକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ, ଏବଂ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଘଟଣା ନିମ୍ନ C/Si ଅନୁପାତ ସହିତ ସମାନ। ଗଠନ 1 ଦ୍ୱାରା ବଢ଼ୁଥିବା ସ୍ଫଟିକର ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସାମାନ୍ୟ ଉତ୍ତଳ, କୌଣସି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ମିଳିଲା ନାହିଁ, ଏବଂ PG ବିନା ଘନତା ସ୍ଫଟିକର 65% ଅଟେ। ସାଧାରଣତଃ, ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଫଳାଫଳ ସିମୁଲେସନ ଫଳାଫଳ ସହିତ ସମାନ, ଗଠନ 1 ର ସ୍ଫଟିକ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ରେ ଏକ ବଡ଼ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ ସହିତ, ଧାରରେ ଦ୍ରୁତ ବୃଦ୍ଧି ଦମନ କରାଯାଏ, ଏବଂ ସାମଗ୍ରିକ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ଧୀର ହୁଏ। ସାମଗ୍ରିକ ଧାରା ସାଂଖ୍ୟିକ ସିମୁଲେସନ ଫଳାଫଳ ସହିତ ସମାନ।

ଚିତ୍ର 8 ଗଠନ 0 ଏବଂ ଗଠନ 1 ଅଧୀନରେ ବଢ଼ିଥିବା SiC ସ୍ଫଟିକ

ଉପସଂହାର

କଞ୍ଚାମାଲ କ୍ଷେତ୍ରର ସାମଗ୍ରିକ ତାପମାତ୍ରାର ଉନ୍ନତି ଏବଂ ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ସମାନତାର ଉନ୍ନତି ପାଇଁ PG ସହାୟକ, କଞ୍ଚାମାଲର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଉତ୍ତପ୍ତକରଣ ଏବଂ ବ୍ୟବହାରକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ; ଉପର ଏବଂ ତଳ ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠର ରେଡିଆଲ୍ ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯାହା ଉତ୍ତଳ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ବୃଦ୍ଧିକୁ ବଜାୟ ରଖିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। ଗଣ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଦୃଷ୍ଟିରୁ, PG ର ପ୍ରବର୍ତ୍ତନ ସାମଗ୍ରିକ ଗଣ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ହାରକୁ ହ୍ରାସ କରେ, PG ଧାରଣ କରୁଥିବା ବୃଦ୍ଧି ଚାମ୍ବରରେ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ହାର ସମୟ ସହିତ କମ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ଏବଂ ସମଗ୍ର ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅଧିକ ସ୍ଥିର ହୁଏ। ସେହି ସମୟରେ, PG ଅତ୍ୟଧିକ ଧାର ଗଣ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଘଟନାକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ବାଧା ଦିଏ। ଏହା ସହିତ, PG ବୃଦ୍ଧି ପରିବେଶର C/Si ଅନୁପାତକୁ ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ବିଶେଷକରି ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ର ସମ୍ମୁଖ ଧାରରେ, ଯାହା ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଘଟନାକୁ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। ସେହି ସମୟରେ, PG ର ତାପଜ ଇନସୁଲେସନ୍ ପ୍ରଭାବ କଞ୍ଚାମାଲର ଉପର ଅଂଶରେ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ଘଟନାକୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣରେ ହ୍ରାସ କରେ। ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ, PG ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ହାରକୁ ଧୀର କରିଦିଏ, କିନ୍ତୁ ବୃଦ୍ଧି ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଅଧିକ ଉତ୍ତଳ ହୋଇଥାଏ। ତେଣୁ, SiC ସ୍ଫଟିକର ବୃଦ୍ଧି ପରିବେଶକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ଏବଂ ସ୍ଫଟିକର ଗୁଣବତ୍ତା ଅନୁକୂଳ କରିବା ପାଇଁ PG ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଉପାୟ।