Ilana ipilẹ tiSiCA pín ìdàgbàsókè kirisita sí sublimation àti ìbàjẹ́ àwọn ohun èlò aise ní iwọ̀n otútù gíga, gbigbe àwọn ohun èlò ìpele gaasi lábẹ́ ìṣiṣẹ́ ìyípadà iwọ̀n otútù, àti ìdàgbàsókè àtúnṣe àwọn ohun èlò ìpele gaasi ní oríṣiríṣi irugbin. Nítorí èyí, a pín inú ọkọ̀ akérò sí apá mẹ́ta: agbègbè ohun èlò aise, yàrá ìdàgbàsókè àti kirisita irugbin. A ya àwòrán ìṣàpẹẹrẹ nọ́mbà kan tí a gbé karí ìdènà gidi.SiCOhun èlò ìdàgbàsókè kirisita kan ṣoṣo (wo Àwòrán 1). Nínú ìṣirò náà: ìsàlẹ̀ tiohun èlò ìfòmọ́Ó jìnnà sí ìsàlẹ̀ ẹ̀gbẹ́ ẹ̀rọ ìgbóná, ìwọ̀n otútù òkè ẹ̀rọ ìgbóná náà jẹ́ 2100 ℃, ìwọ̀n ìlà pàǹtí ohun èlò aise jẹ́ 1000 μm, ihò náà jẹ́ 0.6, ìfúnpọ̀ ìdàgbàsókè jẹ́ 300 Pa, àti àkókò ìdàgbàsókè jẹ́ 100 h. Ìwọ̀n PG jẹ́ 5 mm, ìwọ̀n ìlà dọ́gba pẹ̀lú ìwọ̀n ìlà inú ẹ̀rọ ìgbóná náà, ó sì wà ní 30 mm lókè ohun èlò aise náà. A gbé àwọn ìlànà sublimation, carbonization, àti recrystallization ti agbègbè ohun èlò aise yẹ̀ wò nínú ìṣirò náà, a kò sì gbé ìṣesí láàrín PG àti àwọn ohun èlò ìpele gaasi yẹ̀ wò. Àwọn pàǹtí ohun ìní ti ara tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣirò náà hàn nínú Táblì 1.
Àwòrán 1 Àwòrán ìṣirò ìṣàpẹẹrẹ. (a) Àwòrán pápá ooru fún ìṣàpẹẹrẹ ìdàgbàsókè kírísítàlì; (b) Pípín agbègbè inú ti ohun èlò ìfọṣọ àti àwọn ìṣòro ara tí ó jọmọ́
Táblì 1 Àwọn pàrámítà ti ara kan tí a lò nínú ìṣirò náà
Àwòrán 2(a) fihàn pé ìwọ̀n otútù ti ìṣètò tí ó ní PG (tí a tọ́ka sí gẹ́gẹ́ bí ìṣètò 1) ga ju ti ìṣètò tí kò ní PG (tí a tọ́ka sí gẹ́gẹ́ bí ìṣètò 0) ní ìsàlẹ̀ PG, àti pé ó rẹlẹ̀ ju ti ìṣètò 0 lókè PG. Ìwọ̀n otútù gbogbogbòò ń pọ̀ sí i, PG sì ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun tí ó ń dá ooru dúró. Gẹ́gẹ́ bí Àwòrán 2(b) àti 2(c), àwọn ìyípadà otútù axial àti radial ti ìṣètò 1 ní agbègbè ohun èlò aise kéré sí i, ìpínkiri otútù náà dọ́gba, àti pé ìfàsẹ́yìn ohun èlò náà pé. Láìdàbí agbègbè ohun èlò aise, Àwòrán 2(c) fihàn pé ìyípadà otútù radial ní ìṣètò 1 tóbi sí i, èyí tí ó lè jẹ́ nítorí àwọn ìwọ́n tó yàtọ̀ síra ti àwọn ọ̀nà ìgbéjáde ooru, èyí tí ó ń ran kristali lọ́wọ́ láti dàgbà pẹ̀lú ìsopọ̀ convex. Nínú Àwòrán 2(d), ìwọ̀n otútù ní àwọn ipò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ nínú ìkòkò fi ìtẹ̀síwájú hàn bí ìdàgbàsókè ṣe ń lọ sí i, ṣùgbọ́n ìyàtọ̀ ìwọ̀n otútù láàrín ìṣètò 0 àti ìṣètò 1 ń dínkù díẹ̀díẹ̀ ní agbègbè ohun èlò aise àti pé ó ń pọ̀ sí i díẹ̀díẹ̀ ní yàrá ìdàgbàsókè.
Àwòrán 2 Pípín ìwọ̀n otútù àti àwọn àyípadà nínú ìkòkò náà. (a) Pípín ìwọ̀n otútù nínú ìkòkò ti ìkòkò ti ìkòkò 0 (òsì) àti ìkòkò 1 (ọ̀tún) ní 0 h, ìpín: ℃; (b) Pípín ìwọ̀n otútù lórí ìlà àárín ìkòkò ti ìkòkò ti ìkòkò 0 àti ìkòkò 1 láti ìsàlẹ̀ ohun èlò aise sí ìkòkò irugbin ní 0 h; (c) Pípín ìwọ̀n otútù láti àárín sí etí ìkòkò lórí ìkòkò lórí ìkòkò kirísítà irúgbìn (A) àti ojú ohun èlò aise (B), àárín (C) àti ìsàlẹ̀ (D) ní 0 h, ìlà petele r ni rédíọ̀mù kirísítà irúgbìn fún A, àti rédíọ̀mù agbègbè ohun èlò aise fún B~D; (d) Àwọn ìyípadà ìwọ̀n otútù ní àárín apá òkè (A), ojú ohun èlò aise (B) àti àárín (C) ti yàrá ìdàgbàsókè ti ìkòkò 0 àti ìkòkò 1 ní 0, 30, 60, àti 100 h.
Àwòrán 3 fi ìrìnàjò ohun èlò hàn ní àwọn àkókò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ nínú ìkòkò ìkọ́lé ti ìṣètò 0 àti ìṣètò 1. Ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò gáàsì ní agbègbè ohun èlò aise àti yàrá ìdàgbàsókè ń pọ̀ sí i pẹ̀lú ìbísí ipò, àti ìrìnàjò ohun èlò náà ń dínkù bí ìdàgbàsókè ṣe ń lọ. Àwòrán 3 tún fi hàn pé lábẹ́ àwọn ipò ìṣàpẹẹrẹ, ohun èlò aise kọ́kọ́ máa ń ya àwòrán sí ògiri ẹ̀gbẹ́ ti ìkòkò ìkọ́lé àti lẹ́yìn náà sí ìsàlẹ̀ ìkòkò ìkọ́lé. Ní àfikún, ìtún-padà sí ojú ohun èlò aise náà ń ṣẹlẹ̀, ó sì ń wú díẹ̀díẹ̀ bí ìdàgbàsókè ṣe ń lọ. Àwòrán 4(a) àti 4(b) fi hàn pé ìṣàn ohun èlò inú ohun èlò aise ń dínkù bí ìdàgbàsókè ṣe ń lọ, àti ìṣàn ohun èlò ní wákàtí 100 jẹ́ nǹkan bí 50% ti àkókò àkọ́kọ́; síbẹ̀síbẹ̀, ìṣàn náà tóbi ní etí nítorí ìkọ́lé ti ohun èlò aise, àti ìṣàn omi ní etí jẹ́ ju ìlọ́po mẹ́wàá ti ìṣàn omi ní agbègbè àárín ní wákàtí 100 lọ; Ní àfikún, ipa PG nínú ìṣètò 1 mú kí ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò ní agbègbè ohun èlò àìṣe ti ìṣètò 1 kéré sí ti ìṣètò 0. Nínú Àwòrán 4(c), ìṣàn ohun èlò ní agbègbè ohun èlò àìṣe ati yàrá ìdàgbàsókè máa ń dínkù díẹ̀díẹ̀ bí ìdàgbàsókè ṣe ń tẹ̀síwájú, àti ìṣàn ohun èlò ní agbègbè ohun èlò àìṣe ń tẹ̀síwájú láti dínkù, èyí tí ó ń ṣẹlẹ̀ nípasẹ̀ ṣíṣí ọ̀nà ìṣàn afẹ́fẹ́ ní etí ìṣàn omi àti ìdènà ìtúnṣe ní òkè; nínú yàrá ìdàgbàsókè, ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò ti ìṣètò 0 dínkù kíákíá ní wákàtí 30 àkọ́kọ́ sí 16%, ó sì dínkù ní 3% ní àkókò tí ó tẹ̀lé e, nígbà tí ìṣètò 1 dúró ṣinṣin ní gbogbo ìlànà ìdàgbàsókè. Nítorí náà, PG ń ran lọ́wọ́ láti mú ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò dúró ṣinṣin nínú yàrá ìdàgbàsókè. Àwòrán 4(d) fi ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò wéra ní iwájú ìdàgbàsókè kírísítà. Ní àkókò ìbẹ̀rẹ̀ àti wákàtí 100, ìrìnnà ohun èlò ní agbègbè ìdàgbàsókè ti ìṣètò 0 lágbára ju ti ìṣètò 1 lọ, ṣùgbọ́n agbègbè ìṣàn omi gíga máa ń wà ní etí ìṣètò 0, èyí tí ó ń yọrí sí ìdàgbàsókè púpọ̀ ní etí ìṣètò 0. Wíwà PG nínú ìṣètò 1 ń dín ìṣẹ̀lẹ̀ yìí kù dáadáa.
Àwòrán 3 Ìṣàn ohun èlò nínú ìkòkò. Àwọn ìlà ìṣàn (òsì) àti àwọn vektọ iyàrá (ọtun) ti ìrìn ohun èlò gaasi nínú àwọn ètò 0 àti 1 ní àwọn àkókò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, ẹ̀rọ vektọ iyàrá: m/s
Àwòrán 4 Àwọn àyípadà nínú ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò. (a) Àwọn àyípadà nínú ìpínkiri ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò ní àárín ohun èlò àìṣe ti ìṣètò 0 ní 0, 30, 60, àti 100 h, r ni rédíọ̀mù agbègbè ohun èlò àìṣe; (b) Àwọn àyípadà nínú ìpínkiri ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò ní àárín ohun èlò àìṣe ti ìṣètò 1 ní 0, 30, 60, àti 100 h, r ni rédíọ̀mù agbègbè ohun èlò àìṣe; (c) Àwọn àyípadà nínú ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò nínú yàrá ìdàgbàsókè (A, B) àti nínú ohun èlò àìṣe (C, D) ti ìṣètò 0 àti 1 ní àkókò kan náà; (d) Pínpín ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò nítòsí ojú crystal irúgbìn ti àwọn ìṣètò 0 àti 1 ní 0 àti 100 h, r ni rédíọ̀mù ti crystal irúgbìn
C/Si ní ipa lórí ìdúróṣinṣin kristali àti ìwọ̀n àbùkù ti ìdàgbàsókè kristali SiC. Àwòrán 5(a) fi ìpínkiri ipin C/Si ti awọn ẹya meji wéra ní àkókò àkọ́kọ́. Ìpínpín C/Si dínkù díẹ̀díẹ̀ láti ìsàlẹ̀ sí òkè crucible, àti ìpínpín C/Si ti eto 1 máa ń ga ju ti eto 0 lọ ní àwọn ipò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Àwòrán 5(b) àti 5(c) fihàn pé ìpínpín C/Si máa ń pọ̀ sí i díẹ̀díẹ̀ pẹ̀lú ìdàgbàsókè, èyí tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìbísí nínú otutu inú ní ìpele ìdàgbàsókè ìkẹyìn, àfikún graphitization ohun èlò aise, àti ìṣesí àwọn èròjà Si nínú ìpele gaasi pẹ̀lú graphite crucible. Nínú Àwòrán 5(d), àwọn ìpínpín C/Si ti eto 0 àti eto 1 yàtọ̀ síra gidigidi ní ìsàlẹ̀ PG (0, 25 mm), ṣùgbọ́n wọ́n yàtọ̀ díẹ̀ síi lókè PG (50 mm), ìyàtọ̀ náà sì máa ń pọ̀ síi díẹ̀díẹ̀ bí ó ṣe ń súnmọ́ kristali náà. Ní gbogbogbòò, ìpínpín C/Si ti eto 1 ga jù, èyí tí ó ń ran ìrísí kristali lọ́wọ́ láti dúró ṣinṣin àti dín ìṣeeṣe ìyípadà ipele kù.
Àwòrán 5 Pínpín àti àwọn àyípadà ìpíndọ́gba C/Si. (a) Pínpín ìpíndọ́gba C/Si nínú àwọn ìkòkò ìṣètò 0 (òsì) àti ìṣètò 1 (ọ̀tún) ní wákàtí 0; (b) ìpíndọ́gba C/Si ní àwọn ìjìnnà tó yàtọ̀ síra láti ìlà àárín ìkòkò ìṣètò 0 ní àwọn àkókò tó yàtọ̀ síra (0, 30, 60, 100 wákàtí); (c) ìpíndọ́gba C/Si ní àwọn ìjìnnà tó yàtọ̀ síra láti ìlà àárín ìkòkò ìṣètò 1 ní àwọn àkókò tó yàtọ̀ síra (0, 30, 60, 100 wákàtí); (d) Ìfiwéra ìpíndọ́gba C/Si ní àwọn ìjìnnà tó yàtọ̀ síra (0, 25, 50, 75, 100 mm) láti ìlà àárín ìkòkò ìṣètò 0 (ìlà tó lágbára) àti ìṣètò 1 (ìlà tó ní àmì) ní àwọn àkókò tó yàtọ̀ síra (0, 30, 60, 100 wákàtí).
Àwòrán 6 fi àwọn ìyípadà nínú ìwọ̀n pàǹtí àti ìfọ́sí àwọn agbègbè ohun èlò aise ti àwọn ilé méjèèjì hàn. Àwòrán náà fi hàn pé ìwọ̀n pàǹtí dínkù àti pé ìfọ́sí náà ń pọ̀ sí i nítòsí ògiri ìfọ́sí, àti pé ìfọ́sí etí ń tẹ̀síwájú láti pọ̀ sí i àti pé ìwọ̀n pàǹtí náà ń tẹ̀síwájú láti dínkù bí ìdàgbàsókè náà ṣe ń lọ. Ìfọ́sí etí tó pọ̀ jùlọ jẹ́ nǹkan bí 0.99 ní wákàtí 100, àti pé ìwọ̀n pàǹtí tó kéré jùlọ jẹ́ nǹkan bí 300 μm. Ìwọ̀n pàǹtí náà ń pọ̀ sí i, ìfọ́sí náà sì ń dínkù lórí ojú òkè ohun èlò aise náà, èyí tó bá ìfọ́sí tuntun mu. Ìwọ̀n pàǹtí náà ń pọ̀ sí i bí ìdàgbàsókè náà ṣe ń lọ sí i, àti pé ìwọ̀n pàǹtí náà àti ìfọ́sí náà ń bá a lọ láti yípadà. Ìwọ̀n pàǹtí tó pọ̀ jùlọ dé ju 1500 μm lọ, àti pé ìwọ̀n pàǹtí tó kéré jùlọ jẹ́ 0.13. Ní àfikún, níwọ̀n ìgbà tí PG ń mú kí ìwọ̀n otútù agbègbè ohun èlò aise pọ̀ sí i àti pé ìwọ̀n pàǹtí gaasi kéré, ìwọ̀n pàǹtí náà ti apá òkè ohun èlò aise ti ilé 1 kéré, èyí tó ń mú kí ìwọ̀n lílo ohun èlò aise náà sunwọ̀n sí i.
Àwòrán 6 Àwọn àyípadà nínú ìwọ̀n pàǹtí (òsì) àti ihò (ọ̀tún) ti agbègbè ohun èlò aise ti ìṣètò 0 àti ìṣètò 1 ní àwọn àkókò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, ìwọ̀n pàǹtí: μm
Àwòrán 7 fi hàn pé ìṣètò 0 máa ń yípo ní ìbẹ̀rẹ̀ ìdàgbàsókè, èyí tí ó lè ní í ṣe pẹ̀lú ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò tí ó pọ̀ jù tí ìṣètò àwòrán ti etí ohun èlò aise fà. Ìwọ̀n yípo náà máa ń dínkù nígbà ìlànà ìdàgbàsókè tí ó tẹ̀lé e, èyí tí ó bá ìyípadà nínú ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò mu ní iwájú ìdàgbàsókè kírísítàlì ti ìṣètò 0 mu ní Àwòrán 4 (d). Nínú ìṣètò 1, nítorí ipa PG, ìsopọ̀ kírísítàlì kò fi ìyípo hàn. Ní àfikún, PG tún mú kí ìwọ̀n ìdàgbàsókè ìṣètò 1 kéré sí ti ìṣètò 0. Ìwọ̀n àárín kírísítàlì ìṣètò 1 lẹ́yìn wákàtí 1 jẹ́ 68% ti ìṣètò 0 péré.
Àwòrán 7 Àwọn àyípadà ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ti ìṣètò 0 àti ìṣètò 1 àwọn kirisita ní wákàtí 30, 60, àti 100
A ṣe ìdàgbàsókè kirisita lábẹ́ àwọn ìlànà ìṣàpẹẹrẹ nọ́mbà. Àwọn kirisita tí a gbìn nípasẹ̀ ìṣètò 0 àti ìṣètò 1 ni a fihàn ní Àwòrán 8(a) àti Àwòrán 8(b), lẹ́sẹẹsẹ. Kírísítà ti ìṣètò 0 fi ìsopọ̀ concave hàn, pẹ̀lú àwọn undulations ní agbègbè àárín àti ìyípadà ìpele ní etí. Ìsopọ̀ ojú ilẹ̀ dúró fún ìwọ̀n àìdọ́gba kan nínú gbígbé àwọn ohun èlò ìpele gaasi, àti ìfarahàn ìyípadà ìpele bá ìwọ̀n C/Si tí ó kéré mu. Ìsopọ̀ kirisita tí a gbìn nípasẹ̀ ìṣètò 1 jẹ́ convex díẹ̀, a kò rí ìyípadà ìpele, àti pé sisanra jẹ́ 65% ti kirisita tí kò ní PG. Ní gbogbogbòò, àwọn àbájáde ìdàgbàsókè kirisita bá àwọn àbájáde ìṣàfihàn mu, pẹ̀lú ìyàtọ̀ ìgbóná radial tí ó tóbi jùlọ ní ìsopọ̀ kirisita ti ìṣètò 1, ìdàgbàsókè kíákíá ní etí ni a dínkù, àti ìwọ̀n ìṣàn ohun èlò gbogbogbò náà lọ́ra. Ìtẹ̀síwájú gbogbogbò náà bá àwọn àbájáde ìṣàfihàn nọ́mbà mu.
Àwòrán 8 Àwọn kirisita SiC tí a gbìn lábẹ́ ìṣètò 0 àti ìṣètò 1
Ìparí
PG ṣe iranlọwọ fun ilọsiwaju iwọn otutu gbogbogbo ti agbegbe ohun elo aise ati imudarasi iṣọkan iwọn otutu axial ati radial, ti o n gbe sublimation ati lilo ohun elo aise soke; iyatọ iwọn otutu oke ati isalẹ pọ si, ati pe iyipada radial ti dada crystal irugbin pọ si, eyiti o ṣe iranlọwọ lati ṣetọju idagbasoke convex interface. Ni awọn ofin ti gbigbe ibi-pupọ, ifihan PG dinku oṣuwọn gbigbe ibi-pupọ gbogbogbo, oṣuwọn sisan ohun elo ninu yara idagbasoke ti o ni PG dinku ni akoko, ati gbogbo ilana idagbasoke jẹ iduroṣinṣin diẹ sii. Ni akoko kanna, PG tun ṣe idiwọ iṣẹlẹ gbigbe ibi-pupọ eti ti o pọ julọ. Ni afikun, PG tun mu ipin C/Si ti agbegbe idagbasoke pọ si, paapaa ni eti iwaju ti wiwo crystal irugbin, eyiti o ṣe iranlọwọ lati dinku iṣẹlẹ iyipada ipele lakoko ilana idagbasoke. Ni akoko kanna, ipa idabobo ooru ti PG dinku iṣẹlẹ ti recrystallization ni apa oke ti ohun elo aise si iwọn kan. Fun idagbasoke crystal, PG dinku oṣuwọn idagbasoke crystal, ṣugbọn wiwo idagbasoke jẹ convex diẹ sii. Nítorí náà, PG jẹ́ ọ̀nà tó gbéṣẹ́ láti mú àyíká ìdàgbàsókè àwọn kirisita SiC sunwọ̀n síi àti láti mú kí dídára kirisita náà sunwọ̀n síi.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹfà-18-2024