Выращивание полупроводниковых кристаллов в космосе Сообщение подготовили: Лейферов Борис Михайлович, кандидат физико -математических наук, генеральный директор ООО «А-УНИВЕРСАЛ КОНСАЛТИНГ» Цуцманова Наталья Андреевна, ассистент консультанта
Процессы образования кристаллов в жидкой фазе Три этапа процесса кристаллизации: 1 массоперенос реагентов к границе раздела фаз; 2 реакции на границе раздела фаз; 3 отвод продуктов реакции от границы раздела фаз. Первая теория роста кристаллов (Коссель, Странский) Рисунок 1 – Схема устойчивого поселения на гладкой поверхности кристалла не одного (а), а группы (б) атомов – двумерного зародыша [1] 2
Технологические методы выращивания полупроводниковых кристаллов Рисунок 2 – Тигельные методы выращивания монокристаллов из расплавов: а, б – метод Бриджмена «вертикальный» и «горизонтальный» ; в – зонная плавка в лодочке; г – метод Чохральского. [2] Рисунок 3 – процесс выращивания кристалла в тигле. 3
Фундаментальные проблемы выращивания монокристаллов "Человечество напоминает мне чудака, который, решив отогреться, ломает на дрова стены своего дома вместо того, чтобы съездить за ними в лес" С. П. Королев Существенное уменьшение силы тяжести меняет глобальным образом характер конвекции беспорядочное перемешивание разных по температуре потоков жидкости. Она практически прекращается. Роль диффузии - постепенного взаимопроникновения, внедрения атомов одного вещества между атомами другого, - напротив, становится более заметной. 4
Первые эксперименты космических технологий № п/ п Экспедици я Период Основной результат 1 Союз. Аполлон Июль 1975 Успешное испытание универсальной печи для исследования влияния процессов невесомости. 2 Салют – 6 (8 экспедиций) Сентябрь 1977 - июль 1982 Доставка на орбиту специального технологического оборудования (СКАТ), обосновано его расположение в пределах станции, отработаны режимы использования технологического оборудования, использовано усовершенствованное оборудование «Сплав-01» . 3 Космос 1645 1985 В автоматическом режиме проведены технологические эксперименты и выращенные кристаллы доставлены на 5
Особенности оборудования для космических технологий Рисунок 4 – Ампула для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации. 1 – корпус; 2 - демпфирующая шайба из углеграфитового войлока; 3 – графитовая вставка; 4 – кварцевый тигель; 5 - загрузка поликристаллического Ga. Se; 6 – кварцевая пробка; 7 – графитовая вставка; 8 – кварцевая пробка. 6
Особенности оборудования для космических технологий Параметр Значение Масса размещаемой полезной нагрузки до 60 кг Габариты полезной нагрузки 360 х302 x 222 мм³ Угол поворта наружной рамки Угол поворта внутренней рамки ± 90 град Точность стабилизации вектора микроускорения Рисунок 5 – Автоматическая поворотная виброзащитная платформа ± 140 град 3· 10− 7 g Период колебаний отслеживаемого вектора микроускорения 5… 45 мин Величина модуля 7
Образцы кристаллов, выращенных в космосе Рисунок 6 – Выращенные на борту орбитальной станции бесприместные кристаллы антимонида индия. Рисунок 7 – Структурные особенности Ge (Ga) 8
Выводы 1 На сегодняшний день выращивание полупроводниковых кристаллов в космосе не стало промышленной технологией. 2 Ряд экспериментов по выращиванию совершенных кристаллов увенчался успехом (Ga As, Cd. Hg. Te, Ga. Se). 3 Технологические эксперименты в космосе стали существенным подспорьем в отработке технологических процессов в земных условиях. 9
Список источников 1 Гегузин, Я. Е. Живой кристалл. М: Наука, 1981. 2 Медведев, С. А. Введение в технологию полупроводниковых материалов. М: Высшая школа, 1970. 10
Спасибо за внимание! 11
Скачать презентацию Выращивание полупроводниковых кристаллов в космосе Сообщение подготовили Лейферов
Выращивание полупроводниковых кристаллов в космосе.pptx