félvezető anyagok
Semiconductors - anyagok, amelyek az elektronikus vezetőképesség, és a nagysága az elektromos vezetőképesség közötti közbenső jó vezetők (fémek) és szigetelők (dielektromos). Tipikus félvezetők, például germánium és szilícium. Nagysága elektromos vezetőképességét félvezetők nagymértékben függ a hőmérséklettől. Alatt fény hatására elektromos vezetőképességét egyes félvezetők növekszik; Ezeket az anyagokat nevezik fotókonduktort. A tulajdonságai félvezetők nagyon érzékenyek is, hogy a tökéletes a kristályrácsban, és a szennyeződések jelenléte. Egyes esetekben, a szennyeződések jelenléte a nagyon alacsony koncentrációban (például 10 -6 vagy 10 -7) döntő tényező, amely meghatározza a villamos tulajdonságait a félvezető [9]. Ezek az egyedülálló tulajdonságok félvezető anyagok biztosítása a legszélesebb használja őket szinte minden területén a tudomány és a technológia.
Félvezető anyagok gyártásában térben tud biztosítani egy külön előny, több okból is. Először is, a ezen anyagok tulajdonságait nagymértékben függnek attól, ezek előállítási technológia, sok nem kívánt hatások okozta a kifejezés a súlyerő (konvekciós az olvadékban, fázisszétválás komponenseinek eltérő sűrűségű és m. P.). Másodszor, a helytakarékosság lényegesen javítható egyenletes eloszlását az adalék a félvezető.
Most, hogy a konkrét technológiai kísérletek megvalósítását célzó ezeket az előnyöket a félvezető anyagok gyártásában helyet.
Egykristály növesztése olvadékból. Hibák félvezető egykristály növekedésük során az olvadékból ott megjelenése miatt az olvadék a konvekciós áramok különböző típusú, és azért, mert a felvételi nemkívánatos szennyeződéseket. A növekvő egykristály az olvadékból megköveteli a hőmérséklet-különbség, és ahol a világon gyakran termikus konvekció. Konvekciós áramok ad okot a helyi hőmérséklet-ingadozás a folyadékban, és annak a ténynek köszönhető, hogy az oldhatósága szennyeződések az olvadékban függ a hőmérséklettől, - és egy inhomogén eloszlása szennyező a növekvő kristály. Ezt a jelenséget az okozza, konvekció, az úgynevezett csíkozódás vagy microsegregation. Pántolás hiba félvezető egykristály szerkezetet. Az a képesség, hogy csökkentse a szerepe konvekciós térben várják az egységes növesztett fedélzetén űrhajó lesz egy homogén szerkezetű.
Annak megállapítására, a befolyása a konvekciós áramok a jelenség a szegregáció példája germánium egykristályok adalékolt szennyeződések „Skylab,” az állomás került egy ilyen kísérletet. Telepített ampullákban kristályokat helyezünk egy elektromos kemencében, ahol azok az első részben megolvadt, majd egy közel állandó hőmérséklet-különbség lehűl és kikristályosodik. Mivel az adalék használt különböző fiolákban gallium, antimon és bór. Összehasonlítás kontroll minták azonos módon a világ, azt mutatta, hogy a szegregáció szennyeződések germánium kristályokat szállított űrből kiderült, hogy többször is kisebb. Abban az esetben, germánium, adalékolt gallium vizsgált relatív egyenletességét a fajlagos ellenállása az anyag hossza mentén a minta. Mert talajpróbák volt? ? /. 6.4 × 10 -2. és a tér - 0,8 × 10 -2.
Más kísérletekben „Skylab” állomáson kaptunk monokristályokat indium antimonidból. Az első rúd indium antimonidból helyeztünk grafit kapszulát úgy, hogy annak szabad vége volt egy üreges félgömb. A kísérlet célja a - kísérlet így kristályos gömb alakú. Azonban, annak a ténynek köszönhető, hogy az olvadék részben ragasztott grafit az üreg falának, az alak a kapott kristályok nem volt gömb alakú, és a cseppek. Ugyanakkor a szerkezet finomodik kristályok: diszlokációsűrűség [10] csökkent 5 - 10-szer, és a keverékben (szelén) volt egyenletesebben oszlik, mint a kontroll mintákban készített a világon.
Egy másik kísérlet abból állt, újraolvasztásra és ezt követő megszilárdulása indium-antimonid minták tartott három lezárt csövekben: az egyik - a tiszta indium antimonidból, a másik - adalékolt tellúr, a harmadik - adalékolt ón. Kutatási kapott kristályokat is kimutatta, hogy a magas homogenitását.
Egy kísérletsorozatban vizsgáltuk az megszerzésének lehetőségét olvadékból félvezető anyagból álló nagyon különböző, mint az az arány komponenseket. Például, az egyik kísérletben, hajtjuk végre egy közös járatot „Szojuz” és „Apolló” hatását vizsgálták a súlytalanság a megszilárdulást félvezető anyagok. Mi egy pár ólom-cink-alumínium és antimon. Tér-antimon ötvözet mintákat alumínium tűnt, hogy sokkal egyenletesebb, mint a földre. Abban az esetben nem volt lehetséges, hogy elérjék ólom-cink ötvözet teljes homogenitást.
Növekedési egykristályainak oldatokból. Ha a túltelített oldatát a kívánt anyag bevezetésére egy oltókristály, akkor fordul elő a kristály növekedési feltételek állandó hőmérsékletű. Ez a módszer nőtt kristályok, megtalálása alkalmazás, amely szilárd-hullám detektorok, optika, stb A növekvő kristály nagyon érzékeny bármilyen változás a növekedési körülmények között: .. ingadozás hőmérséklet és a koncentráció, az esemény a konvekciós áramlások, a idegen anyag jelenléte, stb megváltoztatása a gerjesztési feltételeket .. konvekciós áramok az oldatban, különben a viselkedés szennyeződések súlytalanságban hatással lesz az adott kristály növekedési fedélzetén űrhajó.
A kísérleti vizsgálatok eredményei kristálynövekedési alumínium kálium-szulfát vizes túltelített oldatot, amely végeztük „Salut-5” állomások mutatjuk be az előző fejezetben.
Termesztése kristályok a gőzfázisból. Gőzfázisú kristálynövekedés módszert széles körben használják fóliák előállítására zpitaksialnyh félvezető anyagok. Sematikus ábrája berendezés növekvő kristályok a gőzfázisból már ábrán látható. 5. Normális körülmények között, az eljárás érzékeny a gerjesztési konvekcióval, amely ad okot, hogy rácshibasűrűséget. Ezen kívül van egy olyan tendencia, hogy polikristallizatsii, nagy kristályok ez (a módszer a világon nehéz beszerezni. A tér feltételek várhatóan szerepének korlátozása konvekciós és minőségének javítása, az anyagok, valamint méretének növekedése az egységes kristályok.
Várható hatások is vizsgálták kísérletek „Skylab” állomáson. Technika kristálynövekedés a gőzfázisból alkalmazták a germánium-szelenid és tellurid. kristályt kapunk, amelynek minősége magasabb volt, mint a kontroll mintákban készített a világon. Ez volt lehetséges a lapos egykristályok germánium szelenid mérete 4. 17 mm és körülbelül 0,1 mm vastag. A Földön nyerték csak kis kristályok tökéletlen szerkezet.
Tekintettel ezen eredmények közös repülés „Szojuz” és a „Apollo” került egy ilyen kísérlet. Itt, kristálynövekedés a gőzfázisból technikát alkalmazták bonyolultabb rendszerek germánium-szelén-tellur, és a germánium-kén-szelén. A mintákat kapott szempontjából a tér, is javultak, és a szerkezetük egyenletesebb.
Megjegyzések:
Tömeg vagy térfogatos, erő - a ható erő az összes részecskék (térfogat elemeit), a test és a nagyságát, amely arányos a tömeggel.
Ezenkívül a szennyeződések a félvezető módosítását annak tulajdonságait ötvöző úgynevezett szennyező és maga - dopping vagy ligatúra.