شبيه سازي رشد تك بلور BGO بوسيله روش ارتقاء يافته چُكرالسكي با گراديان دماي پايين

simulation of BGO single crystal growth by improved low thermal gradient (LTG) Czochralski

در اين مقاله ميدان دما و جريان شاره در طي مراحل مختلف رشد تك بلور BGO به روش چُكرالسكي با گراديان دماي پايين و استفاده از سيستم گرمايش مقاومتي شبيه سازي و كيفيت بلور رشد يافته با استفاده از تنش گرمايي ايجاد شده در آن، در ارتفاع هاي مختلف بررسي شده است. پيكربندي سامانه رشد استفاده شده در سيستم مورد مطالعه مطابق يا يك سيستم واقعي در آزمايشگاه و شامل يك لوله سراميكي استوانه اي، محافظ گرمايي و سه منطقه گرمايي المنتي با شعاع هاي مختلف به منظور توليد و كنترل گراديان دماي پايين مي باشد. انتقال حرارت تابشي سطح به سطح و نيز تابش داخلي در سيستم رشد در نظر گرفته شده است. نتايج شبيه سازي و انطباق آن با داده هاي تجربي نشان مي دهد كه گراديان دماي پايين و پيكربندي خاص سيستم منجر به بهينه شدن فصل مشترك بلور- مذاب، كاهش تنش هاي گرمايي و بهبود كيفيت بلور رشد يافته مي گردد.

]In this paper has been simulated the temperature field and flows during different stages of low thermal gradient (LTG) Czochralski single crystal growth and using the resistive heating system has been simulated and the quality of grown crystal has been investigated using the thermal stress at the different heights has been investigated. The configuration of the used growth furnace in this system is in accordance with a real system in the lab and is consists of a cylindrical ceramic tube, a heat shield and three element heat zones with different radius to generate and control the low temperature gradient. The surface to surface and internal radiation heat transfer has been considered in system. The results of simulation and its adaptation to experimental data show that the low temperature gradient and specific configuration of the system leads to optimization of the crystal-melt interface, the reduction of thermal stresses and the improvement of the quality of the crystal grown.