Как происходит выращивание кристаллов карбида кремния в лабораторных условиях?

Для выращивания кристаллов карбида кремния в лабораторных условиях обычно используют метод сублимационного выращивания. power-e.ru

Процесс происходит в установке, которая состоит из графитового тигля, окружённого углеродным изоляционным материалом. power-e.ru npo-krit.com

Процесс включает следующие этапы: power-e.ru

1. Индукционная катушка создаёт вихревые токи в графитовом тигле, нагревая его свыше 2273 К. power-e.ru
2. При таких высоких температурах исходный материал в нижней области тигля испаряется, происходит возгонка порошкового SiC, который превращается в различные газы, состоящие из кремния и/или углерода и заполняющие свободное пространство тигля. power-e.ru
3. Затравочный кристалл, прикреплённый к верхней части тигля, не испаряется, потому что температура там несколько меньше, чем внизу, но она всё равно выше 2273 К. power-e.ru
4. Газообразные примеси, образованные из исходного материала при температуре гораздо выше 2273 К, склонны к осаждению из паровой фазы, если они перемещаются ближе к более холодной «затравке». power-e.ru
5. Кристаллизуясь на её поверхности, они образуют дополнительный объём кристалла и позволяют ему расти. power-e.ru
6. В процессе роста кристалла в паровой фазе производится добавление примесного материала (обычно это газообразный азот). power-e.ru
7. Выращивание длится пару дней. power-e.ru Когда порошок почти полностью испарится и кристалл вырастет в длину на несколько сантиметров, цикл прекращается в управляемом режиме. power-e.ru

Процесс должен происходить в инертной среде, часто используется аргон. power-e.ru Чтобы удерживать все газы, включая аргон, вокруг тигля и его изоляции расположены две коаксиальные стеклянные трубки, их внутреннее пространство охлаждается водой. power-e.ru