Einfluss von vibrationsinduzierter Konvektion auf die Kristallzüchtung aus der Schmelze

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von vibrationsinduzierten Strömungen und von rotierenden Magnetfeldern zur Kontrolle von zeitabhängigen Konvektionsströmungen bei der Silicium-Floating-Zone Züchtung untersucht. Der Schwerpunkt der Arbeit lag dabei auf dem Einfluss der Vibration. <br>Numerische Simulationen und Experimente mit Modellsubstanzen (NaNO3, Wasser, etc.) zeigten vielversprechende Einsatzmöglichkeiten der Vibration, z.B. die Anwendung auf alle Materialien, unabhängig von ihrer elektrischen Leitfähigkeit. Experimente mit realen Züchtungsanordnungen, bzw. mit anwendungsrelevanten Substanzen, fehlten bislang. <br>Um einen breiten Parameterbereich untersuchen zu können, sind hochfrequente und niederfrequente Vibrationseinheiten entwickelt worden. <br>Temperaturmessungen und Visualisierungsexperimente in NaNO3-Halbzonen dienten zur Klassifizierung der vibrationsinduzierten Strömung in freien Schmelzzonen. <br>Zum ersten Mal wurden Vibrationen unter µg-Bedingungen im Rahmen des Europäischen MAXUS-Programms eingesetzt. <br>Beide, hoch- und niederfrequente Vibrationen wirken der thermokapillaren Strömung entgegen, was sich in einer Abflachung der Phasengrenze, einer veränderten Makrosegregation und reduzierter Dotierstoffstreifen zeigt. Kristalldurchmesser und die Kristallmorphologie ändern sich unter Einfluss von Vibrationen. <br>Die Ergebnisse der Vibrations-Kristalle wurden mit Kristallen verglichen, die sowohl in Schwerelosigkeit als auch unter Einfluss eines rotierenden Magnetfeldes gezüchtet wurden. Erstmals wurden Temperaturmessungen in einer Silicium-FZ-Züchtung als Funktion eines rotierenden Magnetfeldes durchgeführt, welche Schlußfolgerungen über die Fluktuationen des Strömungsfeldes und den Einfluss auf den Dotierstoffeinbau zuließen.

Author dc:creator

• Kerat, Uwe

Contributors dc:contributor

• Benz, Klaus-Werner

• Vibrationsinduzierte Konvektion
• rotierendes Magnetfeld
• Silizium Floating Zone Züchtung
• vibration induced convection
• rotating magnetic field
• silicon floating zone growth

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