Mavzu: Kristallarning o’sish qonuniyatlari va kristallarni o’stirish

Mavzu: Kristallarning o’sish qonuniyatlari va kristallarni o’stirish

Reja:

• 1. Kristallar va amorf moddalar
• 2. Kristallanish markazlari
• 3. Kristallar o'sishini tezlashtiruvchi usullar
• 4. Kiropulos usuli.

Kristallar va amorf moddalar

Qattiq jismlar, albatta, juda ko'p atomlar (ionlar, molekulalar)dan tashkil topgan bo'ladi. Qattiq jismda atomlarning joylashishi tartibiga qarab, ular kristall va amorf jismlar guruhlariga ajraladi.

Kristallarda atomlar butun jism hajmida davriy ravishda qat'iy tartibda (uzoq tartibda) joylashgan bo'ladi. Amorf qattiq jismlarda atomlar butun jism hajmida qat'iy tartibda joylashgan bo'lmaydi, ammo yaqin qo'shnilar joylashishida muayyan tartib (yaqin tartib) bor.

Kristallar va amorf moddalar

Kristall qattiq jismlarda qat'iy kritik nuqtalar (suyulish va qotish temperaturasi) mavjud, amorf jismlar esa muayyan temperaturalar oralig'ida suyulib yoki qotib boradi.

Kristallda uchta bosh yo'nalish bo'ladi, ular uchta vektor orqali ifodalanadi. Kristallda davriy joylashgan atomlar markazlari joylashgan nuqtalar tugunlar deyiladi, tugunlar orasidagi hajmi esa tugunlararo fazo deyiladi.

Kristallar va amorf moddalar

Tugunlarni to'g'ri chiziqlar bilan tutashtirsak, kristallning fazoviy panjarasi (I.l-rasm) hosil bo'ladi.

Fazoviy kristall panjaraning eng kichik katagi elementar yacheyka (elementar katak) deyiladi, u sodda holda uch bosh yo'nalishda qo'shni atomlarni tutashtiruvchi a1, a2, a3 vektorlar asosiga qurilgan parallelepiped shaklida bo'ladi. (1.2-rasm).

Kristallar va amorf moddalar

Kristallanish markazlari

Kristallanish jarayonlari birinchi tur fazaviy o'tishlar bo'lib, ularning oqibatida modda atomlari joylashishi to'la yoki qisman tartiblanmagan holatdan (bug', suyuqIik) qat'iy tartiblangan holatga (kristall) o'tadi. Kristallanish faqat o'ta to'yingan, ya'ni metastabil (barqarormas oraliq) holatdagi tuzilmalarda yuz beradi, bu jarayon butun metastabil faza hajmida bir tekis bormaydi, balki jarayon boshlanishida dastlabki moddaning (tizimning) turli joylarida kristallanish markazlari hosil bo'ladi, keyin ular o'sa (kattalasha) boradi.

Kristallar o'sishini tezlashtiruvchi usullar

Kristallar o'sishini tezlashtiruvchi usullar ham bor. Ular yordamida kristallar o'sish tezligini oshirish, tuzilishini mukammalroq qilish, kristallanish temperaturasini pasaytirish, legirlash (kirishmalar kiritish) jarayonlarini boshqarish mumkin.

O'sayotgan kristallga elektromagnitik nurlanish, elektrik maydon yoki akustik to'lqinlar bilan ta'sir qilib, uning o'sishini tezlatish mumkin deb hisoblanadi.

Kristallar o'sishini tezlashtiruvchi usullar

Masalan, gaz fazasidan o'stirilayotgan kremniy kristalliga A = 230 -;- 370 nm diapazondagi ultrabinafsha nurlar ta'sir qilsa, jarayon temperaturasi pasayadi, kristall o'sishi ikki marta tezlashadi, tuzilish mukammallanadi.

Bundan tashqari, elektromagnitik nurlanish, ayniqsa yarimo'tkazgichlarning o'sish sirtini uyg'otadi, nurlanish tushgan joyda kristall o'sishiga erishish mumkin, bu esa mikroelektronika uchun katta ahamiyatga egadir.

Kiropulos usuli

Bu usulda xamirturush suyulmaga kiritiladi va keyin undan tortib chiqarilmaydi, suyulma ichida o'sa boshlaydi, bunga modda suyulishi temperaturasiga mos izotermaning suyulmaning ichkarisiga ko'chishi sababchi bo'ladi. Bunga erishish uchu suyulmaning temperaturasi pasayganda kristall (xamir­turush) tutgich orqali xamirturushni sovitiladi. 

Kiropulos usuli diametrining balandligiga (uzunligiga) nisbati katta bo'ladigan kristallarni o'stirishda qo’llaniladi.

Kiropulos usuli

Kristallni suyulmadan tortib olish usullari normal yo'nalgan kristallanish usulidan quyidagi afzalliklarga ega. Kristall erkin fazoda o’sadi, tigel unga mexanik ta’sir ko'rsatmaydi, qurilma o'sayotgan kristall o’lchamlarini har xil qilib olish imkonini beradi. Kristall o'sishi jarayonini kuzatib turish mumkin. Bu usullar kremniy monokristallari olishda asosiy o'rin tutadi.

Kiropulos usuli

Jahonda olinadigan kremniy monokristallar yiliga 2000 tonnadan ortiq. Texnologik qurilmalar tobora takomillashmoqda. Masalan, 1960-yilda kremniy kristallari o'stiradigan tigelning sig'imi 1kg bo’lsa, hozir u 60 kg dan ortiq. O'stirilgan kristallar diametri 150-300 mm va uzunligi 1,5-2 m ga yetdi. Ularning tuzilishi ham mukammallashib bormoqda.

E’tiboringiz uchun rahmat!!!

Nurmatov Qobiljon