বিভিন্ন সাফাইর ক্রিস্টাল বৃদ্ধির কৌশলগুলির তুলনা
১৯০২ সালে প্রথম সিন্থেটিক রত্ন পাথরটি অগ্নি সংযোজন পদ্ধতিতে তৈরি করা হয়েছিল, সিন্থেটিক সাফাইর স্ফটিক চাষের জন্য বিভিন্ন প্রযুক্তি ক্রমাগত বিকশিত হয়েছে।এক ডজনেরও বেশি স্ফটিক বৃদ্ধির পদ্ধতি উদ্ভূত হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে ফ্লেম ফিউশন, Czochralski (CZ) পদ্ধতি, এবং Kyropoulos (KY) পদ্ধতি, অন্যদের মধ্যে। প্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে, এবং তারা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।বর্তমানে, প্রধান শিল্পায়িত কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে কিরোপুলস পদ্ধতি, চোক্রালস্কি পদ্ধতি, এজ-সংজ্ঞায়িত ফিল্ম-ফিড গ্রোথ (ইএফজি) পদ্ধতি এবং উল্লম্ব অনুভূমিক গ্রেডিয়েন্ট ফ্রিজ (ভিএইচজিএফ) পদ্ধতি।নিম্নলিখিত বিভাগে সাফাইর স্ফটিকের প্রচলিত বৃদ্ধির কৌশলগুলি আরও বিস্তারিতভাবে পরিচয় করিয়ে দেওয়া হবে.
ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতি (ভার্নিউইল প্রক্রিয়া)
ভার্নিউইল প্রক্রিয়া, যা ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতি নামেও পরিচিত, বিখ্যাত ফরাসি রসায়নবিদ অগাস্ট ভিক্টর লুই ভার্নিউইলের নামে নামকরণ করা হয়েছিল।তিনি প্রথম বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর উপায়ে রত্নপাথর সংশ্লেষণের উদ্ভাবনের জন্য সর্বাধিক পরিচিত১৯০২ সালে, তিনি "জ্বলন্ত ফিউশন" কৌশলটি বিকাশ করেছিলেন, যা আজও সিন্থেটিক রত্ন উত্পাদন করার জন্য একটি সাশ্রয়ী মূল্যের পদ্ধতি হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
বাজারে সিন্থেটিক রত্ন উৎপাদনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতির একটি হিসাবে, অগ্নি সংযোজন পদ্ধতি শুধুমাত্র রুবি এবং সাফির সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয় না,কিন্তু এটি সিন্থেটিক স্পিনেল উৎপাদনের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য।, সিন্থেটিক রুটাইল, সিন্থেটিক স্টার রুবি এবং স্টার সাফির, এবং এমনকি কৃত্রিম স্ট্রন্টিয়াম টাইটান্যাট, অন্যদের মধ্যে।
কার্যকরী নীতি
সহজ কথায় বলতে গেলে, ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতিতে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের জ্বলন দ্বারা উত্পন্ন উচ্চ তাপমাত্রা ব্যবহার করা হয়।অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) এর একটি ঢিলা গুঁড়া অক্সিহাইড্রোজেন শিখা মাধ্যমে খাওয়ানো হয়যখন কাঁচা গুঁড়াটি অগ্নির মধ্য দিয়ে যায়, তখন তা তাত্ক্ষণিকভাবে ক্ষুদ্র কণা হয়ে গলে যায়, যা পরে একটি শীতল বীজ রডের উপর পড়ে, যেখানে তারা শক্ত হয়ে একটি একক স্ফটিক গঠন করে।
নিম্নলিখিত ডায়াগ্রামটি শিখা ফিউশন ক্রিস্টাল বৃদ্ধির যন্ত্রের একটি সরলীকৃত স্কিম দেখায়।
রত্নপাথরের সফল সংশ্লেষণের জন্য একটি মূল পূর্বশর্ত হল উচ্চ বিশুদ্ধ কাঁচামাল ব্যবহার করা, যার সর্বনিম্ন বিশুদ্ধতা 99.9995%।অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) হল প্রাথমিক উপাদান. সোডিয়াম সামগ্রী হ্রাস করার জন্য সাধারণত প্রচেষ্টা করা হয়, কারণ সোডিয়াম অমেধ্যগুলি মেঘলা হতে পারে এবং রত্নের স্বচ্ছতা হ্রাস করতে পারে। পছন্দসই রঙের উপর নির্ভর করে,বিভিন্ন অক্সাইডের অশুচিতার সামান্য পরিমাণ যোগ করা যেতে পারেউদাহরণস্বরূপ, রুবি তৈরির জন্য ক্রোমিয়াম অক্সাইড যুক্ত করা হয়, যখন নীল নীল রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙএবং স্ট্রন্টিয়াম টাইটান্যাট টাইটানিয়াম অক্সাল্যাট যোগ করে গঠিত হয়অন্যান্য নিম্ন মানের স্ফটিকগুলিও প্রাথমিক উপকরণগুলিতে মিশ্রিত করা যেতে পারে।
উচ্চ দক্ষতা এবং কম খরচে!অগ্নি সংযোজন পদ্ধতি কৃত্রিম রত্ন সংশ্লেষণের জন্য একটি অত্যন্ত দক্ষ এবং কম খরচে পদ্ধতি।এটি সমস্ত সিন্থেটিক রত্নপাথরের মধ্যে দ্রুততম স্ফটিক বৃদ্ধির পদ্ধতি হিসাবে বিবেচিত হয়, যা অল্প সময়ের মধ্যে বড় বড় স্ফটিক তৈরি করতে সক্ষম করে। প্রায় 10 গ্রাম স্ফটিক প্রতি ঘন্টা বৃদ্ধি করা যেতে পারে। করন্ডাম ভিত্তিক রত্নগুলির স্ফটিকের আকার পরিবর্তিত হয়,সাধারণত ১৫০ থেকে ৭৫০ ক্যারেট পর্যন্ত (১ ক্যারেট = ০) গোলাকার স্ফটিক গঠন করে.2 গ্রাম), যার ব্যাসার্ধ 17 ̊19 মিমি।
অন্যান্য সিন্থেটিক রত্ন পদ্ধতিতে ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির তুলনায়, শিখা ফিউশন ডিভাইসগুলি কাঠামোগতভাবে সবচেয়ে সহজ।এটি ফ্লেম ফিউশন প্রক্রিয়াকে শিল্প-স্কেল উত্পাদনের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে এবং এটিকে সমস্ত সিন্থেটিক পদ্ধতির মধ্যে সর্বোচ্চ ফলন দেয়.
যাইহোক, শিখা ফিউশন পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত স্ফটিক সাধারণত একটি ফনোগ্রাফ রেকর্ডের টেক্সচার অনুরূপ বাঁকা বৃদ্ধি striations বা রঙ ব্যান্ড প্রদর্শন,এছাড়াও বৈশিষ্ট্যযুক্ত মণির মতো বা টডপোলের আকারে বুদবুদএই বৈশিষ্ট্যগুলি অপটিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির মতো ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, শিখা ফিউশন কৌশলটি মূলত তুলনামূলকভাবে ছোট ব্যাসার্ধের আইটেম উত্পাদন করার জন্য উপযুক্ত,যেমন অলঙ্কার, ঘড়ির যন্ত্রাংশ, এবং যথার্থ যন্ত্রের লেয়ার।
এছাড়াও, এর কম খরচের কারণে, শিখা ফিউশন পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফির স্ফটিকগুলি অন্যান্য গলিত ভিত্তিক স্ফটিক বৃদ্ধি পদ্ধতির জন্য বীজ বা সূচনা উপাদান হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
কিরোপোলস পদ্ধতি (কেওয়াই পদ্ধতি)
কিরোপুলাস পদ্ধতি, সংক্ষিপ্তভাবে কেওয়াই পদ্ধতি হিসাবে প্রথম প্রস্তাবিত হয়েছিল ১৯২৬ সালে কিরোপুলাস দ্বারা এবং প্রাথমিকভাবে বড় হ্যালাইড ক্রিস্টাল, হাইড্রক্সাইড এবং কার্বনেটগুলির বৃদ্ধির জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। দীর্ঘ সময় ধরে,এই কৌশলটি প্রধানত এই ধরনের স্ফটিক প্রস্তুত এবং অধ্যয়নের জন্য প্রয়োগ করা হয়১৯৬০ এবং ১৯৭০ এর দশকে, সোভিয়েত বিজ্ঞানী মুসাটোভ এই পদ্ধতি উন্নত করেন এবং সফলভাবে এটি সাফিরের একক স্ফটিকের বৃদ্ধির জন্য ব্যবহার করেন।এটি বড় স্ফটিক উত্পাদন Czochralski পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা সবচেয়ে কার্যকর সমাধান এক বলে মনে করা হয়.
কিরোপুলস পদ্ধতিতে উত্পাদিত স্ফটিকগুলি উচ্চমানের এবং তুলনামূলকভাবে কম খরচে, যা এই কৌশলটিকে বৃহত আকারের শিল্প উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। বর্তমানে,বিশ্বব্যাপী এলইডি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত প্রায় 70% সাফির সাবস্ট্রেট কিরোপুলস পদ্ধতি বা এর বিভিন্ন সংশোধিত সংস্করণ ব্যবহার করে উত্থিত হয়.
এই পদ্ধতিতে উত্পাদিত একক স্ফটিকগুলি সাধারণত একটি পিরির আকারের চেহারা থাকে (নীচের চিত্রটি দেখুন) ।এবং স্ফটিক ব্যাসার্ধ মাত্র 10 ¢ 30 মিমি বড় পৌঁছাতে পারে গর্ত অভ্যন্তরীণ ব্যাসার্ধ চেয়ে ছোটবড় ব্যাসার্ধের সাফাইর একক স্ফটিকের চাষের জন্য কিরোপুলস পদ্ধতি বর্তমানে সবচেয়ে কার্যকর এবং পরিপক্ক কৌশলগুলির মধ্যে একটি।এই পদ্ধতি ব্যবহার করে ইতিমধ্যেই সফলভাবে বড় আকারের সাফাইর স্ফটিক তৈরি করা হয়েছে.
সাম্প্রতিক এক সংবাদ প্রতিবেদনে এই ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি তুলে ধরা হয়েছে:
২২শে ডিসেম্বর, জিং শেনগ ক্রিস্টালস এর ক্রিস্টাল গ্রোথ ল্যাবরেটরি, এর সহায়ক প্রতিষ্ঠান জিংহুয়ান ইলেকট্রনিক্সের সহযোগিতায়,সফলভাবে প্রথম অতি-বড় সাফাইর স্ফটিক তৈরি করা হয়েছে যার ওজন প্রায় ৭০০ কেজি।.
কিরোপোলস ক্রিস্টাল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া
কিরোপুলস পদ্ধতিতে, কাঁচামালটি প্রথমে গলিত দ্রবণ গঠনের জন্য তার গলন বিন্দুতে গরম করা হয়।একটি একক স্ফটিক বীজ (এছাড়াও একটি বীজ স্ফটিক রড নামে পরিচিত) তারপর গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করা হয়বীজ এবং গলিতের মধ্যে সলিড-তরল ইন্টারফেসে, বীজের মতো একই গ্রিড কাঠামো সহ একটি একক স্ফটিক বাড়তে শুরু করে।বীজ স্ফটিক ধীরে ধীরে একটি স্বল্প সময়ের জন্য একটি স্ফটিক ঘাড় গঠনের জন্য উপরে টানা হয়.
একবার গলিত এবং বীজের মধ্যে ইন্টারফেসে কঠিনতার হার স্থিতিশীল হয়ে গেলে, টান বন্ধ হয়ে যায় এবং বীজটি আর ঘোরানো হয় না।ধীরে ধীরে শীতল হারের নিয়ন্ত্রণ করে স্ফটিক নিচে বাড়তে থাকেএটি একটি সম্পূর্ণ একক-ক্রিস্টাল ইঙ্গোট গঠন করে।
কিরোপোলস পদ্ধতির বৈশিষ্ট্য
কাইরোপুলস পদ্ধতিটি ক্রিস্টাল বাড়ানোর জন্য সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভর করে (তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ একেবারে সমালোচনামূলক!Czochralski পদ্ধতি থেকে তার সবচেয়ে বড় পার্থক্য সত্য যে শুধুমাত্র স্ফটিক ঘাড় টানা হয়; প্রধান শরীরের স্ফটিক নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট মাধ্যমে বৃদ্ধি পায়, টান বা ঘূর্ণন অতিরিক্ত ব্যাঘাত ছাড়া। এই প্রক্রিয়া আরো স্থিতিশীল এবং নিয়ন্ত্রণ করা সহজ করে তোলে।
ক্রিস্টালের ঘাড়টি টানতে থাকাকালীন, হিটারটির শক্তিটি সাবধানে সামঞ্জস্য করা হয় যাতে গলিত উপাদানটি ক্রিস্টাল বৃদ্ধির জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা পরিসরে নিয়ে আসে।এটি একটি আদর্শ বৃদ্ধির হার অর্জন করতে সাহায্য করে, শেষ পর্যন্ত উচ্চ মানের সাফির একক স্ফটিক উৎপন্ন চমৎকার কাঠামোগত অখণ্ডতা সঙ্গে।
চোক্রালস্কি পদ্ধতি ∙ সিজেড পদ্ধতি
Czochralski পদ্ধতি, যা CZ পদ্ধতি নামেও পরিচিত, এমন একটি কৌশল যেখানে একটি ক্রিস্টাল ধীরে ধীরে টানতে এবং একটি ক্রুজিলের মধ্যে থাকা গলিত দ্রবণ থেকে একটি বীজ ক্রিস্টাল ঘোরানো দ্বারা উত্থিত হয়।এই পদ্ধতি প্রথম ১৯১৬ সালে পোলিশ রসায়নবিদ ইয়ান চোক্রালস্কি আবিষ্কার করেন১৯৫০ এর দশকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বেল ল্যাবরেটরিজ এটি একক স্ফটিক জারম্যানিয়াম চাষের জন্য তৈরি করে।এবং পরবর্তীতে অন্যান্য বিজ্ঞানীরা এটিকে সিলেকনের মতো অর্ধপরিবাহী একক স্ফটিকের জন্য গ্রহণ করেন।, পাশাপাশি ধাতব একক স্ফটিক এবং সিন্থেটিক রত্ন।
সিজেড পদ্ধতিটি গুরুত্বপূর্ণ রত্ন স্ফটিক যেমন রঙহীন সাফির, রুবি, ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গ্র্যানেট (ইএজি), গ্যাডোলিনিয়াম গ্যালিয়াম গ্র্যানেট (জিজিজি), আলেকজান্দ্রাইট এবং স্পিনেল উত্পাদন করতে সক্ষম।
গলিত থেকে একক স্ফটিক বৃদ্ধি করার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কৌশলগুলির মধ্যে একটি হিসাবে, Czochralski পদ্ধতি ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে, বিশেষ করে প্ররোচিত গরম করার ক্রাইবেল জড়িত বৈকল্পিক।ক্রমবর্ধমান স্ফটিকের ধরন অনুযায়ী, সিজেড পদ্ধতিতে ব্যবহৃত ক্রুজিবল উপাদানটি ইরিডিয়াম, মলিবডেনাম, প্ল্যাটিনাম, গ্রাফাইট বা উচ্চ গলন পয়েন্টের অন্যান্য অক্সাইড হতে পারে।ইরিডিয়াম ক্রাইসিবলস সাফিরের সাথে কম দূষণ করে কিন্তু অত্যন্ত ব্যয়বহুলটংস্টেন এবং মলিবডেনাম ক্রাইগলগুলি, যদিও আরও সাশ্রয়ী মূল্যের, উচ্চতর দূষণের মাত্রা প্রবর্তন করে।
Czochralski (CZ) পদ্ধতি ক্রিস্টাল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া
প্রথমত, কাঁচামালটি গলে যাওয়ার হারে গরম করা হয় যাতে একটি গলিত দ্রবণ তৈরি হয়। তারপর একক স্ফটিক বীজ গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করা হয়।বীজ এবং গলিতের মধ্যে শক্ত-তরল ইন্টারফেসের তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণেফলস্বরূপ, স্রাবটি বীজের পৃষ্ঠে শক্ত হতে শুরু করে এবং বীজের মতো একই স্ফটিক কাঠামোর সাথে একটি একক স্ফটিক বৃদ্ধি পায়।
একই সময়ে, বীজ স্ফটিক ধীরে ধীরে একটি নিয়ন্ত্রিত গতিতে উপরে টানা হয় যখন একটি নির্দিষ্ট হারে ঘোরানো হয়।গলিত দ্রবণটি সলিড-তরল ইন্টারফেসে শক্ত হতে থাকে, অবশেষে একটি ঘূর্ণন সমতুল্য একক স্ফটিক ingot গঠন।
Czochralski পদ্ধতির প্রধান সুবিধা হল যে স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়া সহজেই পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। স্ফটিকটি গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ না করেই বৃদ্ধি পায়,যা ক্রিস্টাল স্ট্রেসকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং ক্রুজিবল দেয়ালগুলিতে অবাঞ্ছিত নিউক্লিয়াশনকে প্রতিরোধ করেএই পদ্ধতিটি আরও সুবিধাজনকভাবে ওরিয়েন্টেড বীজ স্ফটিক এবং ′′necking′′ কৌশল ব্যবহারের অনুমতি দেয়, যা dislocation ঘনত্বকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
ফলস্বরূপ, সিজেড পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফাইর স্ফটিকগুলি উচ্চ কাঠামোগত অখণ্ডতা প্রদর্শন করে এবং তাদের বৃদ্ধির হার এবং স্ফটিকের আকার বেশ সন্তোষজনক।এই পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফাইর স্ফটিকগুলির তুলনামূলকভাবে কম বিচ্যুতি ঘনত্ব এবং উচ্চ অপটিক্যাল অভিন্নতা রয়েছেএর প্রধান অসুবিধা হল উচ্চতর খরচ এবং সর্বোচ্চ স্ফটিক ব্যাসের সীমাবদ্ধতা।
নোটঃযদিও সিজেড পদ্ধতি কমপক্ষে বাণিজ্যিকভাবে সাফির স্ফটিক উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, এটি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে সর্বাধিক ব্যবহৃত স্ফটিক বৃদ্ধির কৌশল।কারণ এটি বড় ব্যাসের স্ফটিক তৈরি করতে পারেপ্রায় ৯০% একক-ক্রিস্টাল সিলিকন ইঙ্গোট সিজেড পদ্ধতিতে চাষ করা হয়।
গলিত আকৃতির পদ্ধতি ️ ইএফজি পদ্ধতি
এজ-সংজ্ঞায়িত ফিল্ম-ফিড গ্রোথ (ইএফজি) পদ্ধতি নামেও পরিচিত মেল্ট শেপ পদ্ধতিটি ১৯৬০ এর দশকে যুক্তরাজ্যে হ্যারল্ড ল্যাবেল এবং সোভিয়েত ইউনিয়নে স্টেপানোভ দ্বারা স্বাধীনভাবে উদ্ভাবিত হয়েছিল।EFG পদ্ধতি Czochralski কৌশল একটি বৈচিত্র্য এবং প্রায় নেট আকৃতির গঠন প্রযুক্তি, যার মানে এটি সরাসরি গলিত থেকে কাঙ্ক্ষিত আকৃতিতে স্ফটিক ফাঁকা বৃদ্ধি করে।
এই পদ্ধতিটি শিল্প উৎপাদনে কৃত্রিম স্ফটিকের জন্য প্রয়োজনীয় ভারী যান্ত্রিক যন্ত্রপাতি সরিয়ে ফেলার পাশাপাশি কার্যকরভাবে কাঁচামাল সাশ্রয় করে এবং উৎপাদন খরচ হ্রাস করে।
ইএফজি পদ্ধতির একটি মূল সুবিধা হ'ল এটির উপাদান দক্ষতা এবং বিভিন্ন বিশেষ আকারের স্ফটিকগুলি বাড়ানোর ক্ষমতা। তবে ত্রুটির মাত্রা হ্রাস করা এখনও একটি চ্যালেঞ্জ। অতএব,এটি সাধারণত আকৃতির বা জটিল উপকরণ বৃদ্ধি জন্য ব্যবহৃত হয়প্রযুক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতির সাথে সাথে, ইএফজি পদ্ধতিটি এমওসিভিডি ইপিট্যাক্সির জন্য স্তর উত্পাদন করতেও প্রয়োগ করা শুরু করেছে, যা বাজারের ক্রমবর্ধমান অংশের জন্য দায়ী।
তাপ বিনিময় পদ্ধতি HEM পদ্ধতি
১৯৬৯ সালে, এফ. শ্মিড এবং ডি. ভিয়েচনিক্কি একটি নতুন স্ফটিক বৃদ্ধির কৌশল আবিষ্কার করেন যা শ্মিড-ভিয়েচনিক্কি পদ্ধতি নামে পরিচিত। ১৯৭২ সালে এটি চালু হয়।
নীতি
তাপ বিনিময় পদ্ধতিতে তাপ অপসারণের জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করা হয়।নীচে শীতল তাপমাত্রা এবং উপরে উষ্ণ তাপমাত্রা সঙ্গে স্ফটিক বৃদ্ধি অঞ্চলে একটি উল্লম্ব তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট তৈরিতাপ এক্সচেঞ্জারের (সাধারণত হিলিয়াম) ভিতরে গ্যাস প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং গরম করার ক্ষমতা সামঞ্জস্য করে, এই তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টটি সঠিকভাবে পরিচালিত হয়,গর্তের ভিতরে গলিত ধীরে ধীরে নীচে থেকে উপরে থেকে একটি স্ফটিকের মধ্যে শক্ত করার অনুমতি দেয়.
অন্যান্য স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার তুলনায়, এইচইএমের একটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল যে শক্ত-তরল ইন্টারফেসটি গলিত পৃষ্ঠের নীচে নিমজ্জিত। এই অবস্থার অধীনে,তাপীয় এবং যান্ত্রিক ব্যাঘাতগুলি দমন করা হয়, যার ফলে ইন্টারফেস এ একটি অভিন্ন তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, যা অভিন্ন স্ফটিক বৃদ্ধি প্রচার করে এবং উচ্চ রাসায়নিক অভিন্নতা সঙ্গে স্ফটিক উত্পাদন সহজতর।কারণ ইন-সাইটো অ্যানিলিং হল এইচইএম কঠিনকরণ চক্রের অংশ, ত্রুটি ঘনত্ব প্রায়ই অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় কম।
বিভিন্ন সাফাইর ক্রিস্টাল বৃদ্ধির কৌশলগুলির তুলনা
১৯০২ সালে প্রথম সিন্থেটিক রত্ন পাথরটি অগ্নি সংযোজন পদ্ধতিতে তৈরি করা হয়েছিল, সিন্থেটিক সাফাইর স্ফটিক চাষের জন্য বিভিন্ন প্রযুক্তি ক্রমাগত বিকশিত হয়েছে।এক ডজনেরও বেশি স্ফটিক বৃদ্ধির পদ্ধতি উদ্ভূত হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে ফ্লেম ফিউশন, Czochralski (CZ) পদ্ধতি, এবং Kyropoulos (KY) পদ্ধতি, অন্যদের মধ্যে। প্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে, এবং তারা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।বর্তমানে, প্রধান শিল্পায়িত কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে কিরোপুলস পদ্ধতি, চোক্রালস্কি পদ্ধতি, এজ-সংজ্ঞায়িত ফিল্ম-ফিড গ্রোথ (ইএফজি) পদ্ধতি এবং উল্লম্ব অনুভূমিক গ্রেডিয়েন্ট ফ্রিজ (ভিএইচজিএফ) পদ্ধতি।নিম্নলিখিত বিভাগে সাফাইর স্ফটিকের প্রচলিত বৃদ্ধির কৌশলগুলি আরও বিস্তারিতভাবে পরিচয় করিয়ে দেওয়া হবে.
ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতি (ভার্নিউইল প্রক্রিয়া)
ভার্নিউইল প্রক্রিয়া, যা ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতি নামেও পরিচিত, বিখ্যাত ফরাসি রসায়নবিদ অগাস্ট ভিক্টর লুই ভার্নিউইলের নামে নামকরণ করা হয়েছিল।তিনি প্রথম বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর উপায়ে রত্নপাথর সংশ্লেষণের উদ্ভাবনের জন্য সর্বাধিক পরিচিত১৯০২ সালে, তিনি "জ্বলন্ত ফিউশন" কৌশলটি বিকাশ করেছিলেন, যা আজও সিন্থেটিক রত্ন উত্পাদন করার জন্য একটি সাশ্রয়ী মূল্যের পদ্ধতি হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
বাজারে সিন্থেটিক রত্ন উৎপাদনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতির একটি হিসাবে, অগ্নি সংযোজন পদ্ধতি শুধুমাত্র রুবি এবং সাফির সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয় না,কিন্তু এটি সিন্থেটিক স্পিনেল উৎপাদনের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য।, সিন্থেটিক রুটাইল, সিন্থেটিক স্টার রুবি এবং স্টার সাফির, এবং এমনকি কৃত্রিম স্ট্রন্টিয়াম টাইটান্যাট, অন্যদের মধ্যে।
কার্যকরী নীতি
সহজ কথায় বলতে গেলে, ফ্লেম ফিউশন পদ্ধতিতে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের জ্বলন দ্বারা উত্পন্ন উচ্চ তাপমাত্রা ব্যবহার করা হয়।অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) এর একটি ঢিলা গুঁড়া অক্সিহাইড্রোজেন শিখা মাধ্যমে খাওয়ানো হয়যখন কাঁচা গুঁড়াটি অগ্নির মধ্য দিয়ে যায়, তখন তা তাত্ক্ষণিকভাবে ক্ষুদ্র কণা হয়ে গলে যায়, যা পরে একটি শীতল বীজ রডের উপর পড়ে, যেখানে তারা শক্ত হয়ে একটি একক স্ফটিক গঠন করে।
নিম্নলিখিত ডায়াগ্রামটি শিখা ফিউশন ক্রিস্টাল বৃদ্ধির যন্ত্রের একটি সরলীকৃত স্কিম দেখায়।
রত্নপাথরের সফল সংশ্লেষণের জন্য একটি মূল পূর্বশর্ত হল উচ্চ বিশুদ্ধ কাঁচামাল ব্যবহার করা, যার সর্বনিম্ন বিশুদ্ধতা 99.9995%।অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) হল প্রাথমিক উপাদান. সোডিয়াম সামগ্রী হ্রাস করার জন্য সাধারণত প্রচেষ্টা করা হয়, কারণ সোডিয়াম অমেধ্যগুলি মেঘলা হতে পারে এবং রত্নের স্বচ্ছতা হ্রাস করতে পারে। পছন্দসই রঙের উপর নির্ভর করে,বিভিন্ন অক্সাইডের অশুচিতার সামান্য পরিমাণ যোগ করা যেতে পারেউদাহরণস্বরূপ, রুবি তৈরির জন্য ক্রোমিয়াম অক্সাইড যুক্ত করা হয়, যখন নীল নীল রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙের রঙএবং স্ট্রন্টিয়াম টাইটান্যাট টাইটানিয়াম অক্সাল্যাট যোগ করে গঠিত হয়অন্যান্য নিম্ন মানের স্ফটিকগুলিও প্রাথমিক উপকরণগুলিতে মিশ্রিত করা যেতে পারে।
উচ্চ দক্ষতা এবং কম খরচে!অগ্নি সংযোজন পদ্ধতি কৃত্রিম রত্ন সংশ্লেষণের জন্য একটি অত্যন্ত দক্ষ এবং কম খরচে পদ্ধতি।এটি সমস্ত সিন্থেটিক রত্নপাথরের মধ্যে দ্রুততম স্ফটিক বৃদ্ধির পদ্ধতি হিসাবে বিবেচিত হয়, যা অল্প সময়ের মধ্যে বড় বড় স্ফটিক তৈরি করতে সক্ষম করে। প্রায় 10 গ্রাম স্ফটিক প্রতি ঘন্টা বৃদ্ধি করা যেতে পারে। করন্ডাম ভিত্তিক রত্নগুলির স্ফটিকের আকার পরিবর্তিত হয়,সাধারণত ১৫০ থেকে ৭৫০ ক্যারেট পর্যন্ত (১ ক্যারেট = ০) গোলাকার স্ফটিক গঠন করে.2 গ্রাম), যার ব্যাসার্ধ 17 ̊19 মিমি।
অন্যান্য সিন্থেটিক রত্ন পদ্ধতিতে ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির তুলনায়, শিখা ফিউশন ডিভাইসগুলি কাঠামোগতভাবে সবচেয়ে সহজ।এটি ফ্লেম ফিউশন প্রক্রিয়াকে শিল্প-স্কেল উত্পাদনের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে এবং এটিকে সমস্ত সিন্থেটিক পদ্ধতির মধ্যে সর্বোচ্চ ফলন দেয়.
যাইহোক, শিখা ফিউশন পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত স্ফটিক সাধারণত একটি ফনোগ্রাফ রেকর্ডের টেক্সচার অনুরূপ বাঁকা বৃদ্ধি striations বা রঙ ব্যান্ড প্রদর্শন,এছাড়াও বৈশিষ্ট্যযুক্ত মণির মতো বা টডপোলের আকারে বুদবুদএই বৈশিষ্ট্যগুলি অপটিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির মতো ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, শিখা ফিউশন কৌশলটি মূলত তুলনামূলকভাবে ছোট ব্যাসার্ধের আইটেম উত্পাদন করার জন্য উপযুক্ত,যেমন অলঙ্কার, ঘড়ির যন্ত্রাংশ, এবং যথার্থ যন্ত্রের লেয়ার।
এছাড়াও, এর কম খরচের কারণে, শিখা ফিউশন পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফির স্ফটিকগুলি অন্যান্য গলিত ভিত্তিক স্ফটিক বৃদ্ধি পদ্ধতির জন্য বীজ বা সূচনা উপাদান হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
কিরোপোলস পদ্ধতি (কেওয়াই পদ্ধতি)
কিরোপুলাস পদ্ধতি, সংক্ষিপ্তভাবে কেওয়াই পদ্ধতি হিসাবে প্রথম প্রস্তাবিত হয়েছিল ১৯২৬ সালে কিরোপুলাস দ্বারা এবং প্রাথমিকভাবে বড় হ্যালাইড ক্রিস্টাল, হাইড্রক্সাইড এবং কার্বনেটগুলির বৃদ্ধির জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। দীর্ঘ সময় ধরে,এই কৌশলটি প্রধানত এই ধরনের স্ফটিক প্রস্তুত এবং অধ্যয়নের জন্য প্রয়োগ করা হয়১৯৬০ এবং ১৯৭০ এর দশকে, সোভিয়েত বিজ্ঞানী মুসাটোভ এই পদ্ধতি উন্নত করেন এবং সফলভাবে এটি সাফিরের একক স্ফটিকের বৃদ্ধির জন্য ব্যবহার করেন।এটি বড় স্ফটিক উত্পাদন Czochralski পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা সবচেয়ে কার্যকর সমাধান এক বলে মনে করা হয়.
কিরোপুলস পদ্ধতিতে উত্পাদিত স্ফটিকগুলি উচ্চমানের এবং তুলনামূলকভাবে কম খরচে, যা এই কৌশলটিকে বৃহত আকারের শিল্প উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। বর্তমানে,বিশ্বব্যাপী এলইডি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত প্রায় 70% সাফির সাবস্ট্রেট কিরোপুলস পদ্ধতি বা এর বিভিন্ন সংশোধিত সংস্করণ ব্যবহার করে উত্থিত হয়.
এই পদ্ধতিতে উত্পাদিত একক স্ফটিকগুলি সাধারণত একটি পিরির আকারের চেহারা থাকে (নীচের চিত্রটি দেখুন) ।এবং স্ফটিক ব্যাসার্ধ মাত্র 10 ¢ 30 মিমি বড় পৌঁছাতে পারে গর্ত অভ্যন্তরীণ ব্যাসার্ধ চেয়ে ছোটবড় ব্যাসার্ধের সাফাইর একক স্ফটিকের চাষের জন্য কিরোপুলস পদ্ধতি বর্তমানে সবচেয়ে কার্যকর এবং পরিপক্ক কৌশলগুলির মধ্যে একটি।এই পদ্ধতি ব্যবহার করে ইতিমধ্যেই সফলভাবে বড় আকারের সাফাইর স্ফটিক তৈরি করা হয়েছে.
সাম্প্রতিক এক সংবাদ প্রতিবেদনে এই ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি তুলে ধরা হয়েছে:
২২শে ডিসেম্বর, জিং শেনগ ক্রিস্টালস এর ক্রিস্টাল গ্রোথ ল্যাবরেটরি, এর সহায়ক প্রতিষ্ঠান জিংহুয়ান ইলেকট্রনিক্সের সহযোগিতায়,সফলভাবে প্রথম অতি-বড় সাফাইর স্ফটিক তৈরি করা হয়েছে যার ওজন প্রায় ৭০০ কেজি।.
কিরোপোলস ক্রিস্টাল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া
কিরোপুলস পদ্ধতিতে, কাঁচামালটি প্রথমে গলিত দ্রবণ গঠনের জন্য তার গলন বিন্দুতে গরম করা হয়।একটি একক স্ফটিক বীজ (এছাড়াও একটি বীজ স্ফটিক রড নামে পরিচিত) তারপর গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করা হয়বীজ এবং গলিতের মধ্যে সলিড-তরল ইন্টারফেসে, বীজের মতো একই গ্রিড কাঠামো সহ একটি একক স্ফটিক বাড়তে শুরু করে।বীজ স্ফটিক ধীরে ধীরে একটি স্বল্প সময়ের জন্য একটি স্ফটিক ঘাড় গঠনের জন্য উপরে টানা হয়.
একবার গলিত এবং বীজের মধ্যে ইন্টারফেসে কঠিনতার হার স্থিতিশীল হয়ে গেলে, টান বন্ধ হয়ে যায় এবং বীজটি আর ঘোরানো হয় না।ধীরে ধীরে শীতল হারের নিয়ন্ত্রণ করে স্ফটিক নিচে বাড়তে থাকেএটি একটি সম্পূর্ণ একক-ক্রিস্টাল ইঙ্গোট গঠন করে।
কিরোপোলস পদ্ধতির বৈশিষ্ট্য
কাইরোপুলস পদ্ধতিটি ক্রিস্টাল বাড়ানোর জন্য সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভর করে (তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ একেবারে সমালোচনামূলক!Czochralski পদ্ধতি থেকে তার সবচেয়ে বড় পার্থক্য সত্য যে শুধুমাত্র স্ফটিক ঘাড় টানা হয়; প্রধান শরীরের স্ফটিক নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট মাধ্যমে বৃদ্ধি পায়, টান বা ঘূর্ণন অতিরিক্ত ব্যাঘাত ছাড়া। এই প্রক্রিয়া আরো স্থিতিশীল এবং নিয়ন্ত্রণ করা সহজ করে তোলে।
ক্রিস্টালের ঘাড়টি টানতে থাকাকালীন, হিটারটির শক্তিটি সাবধানে সামঞ্জস্য করা হয় যাতে গলিত উপাদানটি ক্রিস্টাল বৃদ্ধির জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা পরিসরে নিয়ে আসে।এটি একটি আদর্শ বৃদ্ধির হার অর্জন করতে সাহায্য করে, শেষ পর্যন্ত উচ্চ মানের সাফির একক স্ফটিক উৎপন্ন চমৎকার কাঠামোগত অখণ্ডতা সঙ্গে।
চোক্রালস্কি পদ্ধতি ∙ সিজেড পদ্ধতি
Czochralski পদ্ধতি, যা CZ পদ্ধতি নামেও পরিচিত, এমন একটি কৌশল যেখানে একটি ক্রিস্টাল ধীরে ধীরে টানতে এবং একটি ক্রুজিলের মধ্যে থাকা গলিত দ্রবণ থেকে একটি বীজ ক্রিস্টাল ঘোরানো দ্বারা উত্থিত হয়।এই পদ্ধতি প্রথম ১৯১৬ সালে পোলিশ রসায়নবিদ ইয়ান চোক্রালস্কি আবিষ্কার করেন১৯৫০ এর দশকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বেল ল্যাবরেটরিজ এটি একক স্ফটিক জারম্যানিয়াম চাষের জন্য তৈরি করে।এবং পরবর্তীতে অন্যান্য বিজ্ঞানীরা এটিকে সিলেকনের মতো অর্ধপরিবাহী একক স্ফটিকের জন্য গ্রহণ করেন।, পাশাপাশি ধাতব একক স্ফটিক এবং সিন্থেটিক রত্ন।
সিজেড পদ্ধতিটি গুরুত্বপূর্ণ রত্ন স্ফটিক যেমন রঙহীন সাফির, রুবি, ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গ্র্যানেট (ইএজি), গ্যাডোলিনিয়াম গ্যালিয়াম গ্র্যানেট (জিজিজি), আলেকজান্দ্রাইট এবং স্পিনেল উত্পাদন করতে সক্ষম।
গলিত থেকে একক স্ফটিক বৃদ্ধি করার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কৌশলগুলির মধ্যে একটি হিসাবে, Czochralski পদ্ধতি ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে, বিশেষ করে প্ররোচিত গরম করার ক্রাইবেল জড়িত বৈকল্পিক।ক্রমবর্ধমান স্ফটিকের ধরন অনুযায়ী, সিজেড পদ্ধতিতে ব্যবহৃত ক্রুজিবল উপাদানটি ইরিডিয়াম, মলিবডেনাম, প্ল্যাটিনাম, গ্রাফাইট বা উচ্চ গলন পয়েন্টের অন্যান্য অক্সাইড হতে পারে।ইরিডিয়াম ক্রাইসিবলস সাফিরের সাথে কম দূষণ করে কিন্তু অত্যন্ত ব্যয়বহুলটংস্টেন এবং মলিবডেনাম ক্রাইগলগুলি, যদিও আরও সাশ্রয়ী মূল্যের, উচ্চতর দূষণের মাত্রা প্রবর্তন করে।
Czochralski (CZ) পদ্ধতি ক্রিস্টাল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া
প্রথমত, কাঁচামালটি গলে যাওয়ার হারে গরম করা হয় যাতে একটি গলিত দ্রবণ তৈরি হয়। তারপর একক স্ফটিক বীজ গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করা হয়।বীজ এবং গলিতের মধ্যে শক্ত-তরল ইন্টারফেসের তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণেফলস্বরূপ, স্রাবটি বীজের পৃষ্ঠে শক্ত হতে শুরু করে এবং বীজের মতো একই স্ফটিক কাঠামোর সাথে একটি একক স্ফটিক বৃদ্ধি পায়।
একই সময়ে, বীজ স্ফটিক ধীরে ধীরে একটি নিয়ন্ত্রিত গতিতে উপরে টানা হয় যখন একটি নির্দিষ্ট হারে ঘোরানো হয়।গলিত দ্রবণটি সলিড-তরল ইন্টারফেসে শক্ত হতে থাকে, অবশেষে একটি ঘূর্ণন সমতুল্য একক স্ফটিক ingot গঠন।
Czochralski পদ্ধতির প্রধান সুবিধা হল যে স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়া সহজেই পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। স্ফটিকটি গলিত পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ না করেই বৃদ্ধি পায়,যা ক্রিস্টাল স্ট্রেসকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং ক্রুজিবল দেয়ালগুলিতে অবাঞ্ছিত নিউক্লিয়াশনকে প্রতিরোধ করেএই পদ্ধতিটি আরও সুবিধাজনকভাবে ওরিয়েন্টেড বীজ স্ফটিক এবং ′′necking′′ কৌশল ব্যবহারের অনুমতি দেয়, যা dislocation ঘনত্বকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
ফলস্বরূপ, সিজেড পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফাইর স্ফটিকগুলি উচ্চ কাঠামোগত অখণ্ডতা প্রদর্শন করে এবং তাদের বৃদ্ধির হার এবং স্ফটিকের আকার বেশ সন্তোষজনক।এই পদ্ধতিতে উত্পাদিত সাফাইর স্ফটিকগুলির তুলনামূলকভাবে কম বিচ্যুতি ঘনত্ব এবং উচ্চ অপটিক্যাল অভিন্নতা রয়েছেএর প্রধান অসুবিধা হল উচ্চতর খরচ এবং সর্বোচ্চ স্ফটিক ব্যাসের সীমাবদ্ধতা।
নোটঃযদিও সিজেড পদ্ধতি কমপক্ষে বাণিজ্যিকভাবে সাফির স্ফটিক উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, এটি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে সর্বাধিক ব্যবহৃত স্ফটিক বৃদ্ধির কৌশল।কারণ এটি বড় ব্যাসের স্ফটিক তৈরি করতে পারেপ্রায় ৯০% একক-ক্রিস্টাল সিলিকন ইঙ্গোট সিজেড পদ্ধতিতে চাষ করা হয়।
গলিত আকৃতির পদ্ধতি ️ ইএফজি পদ্ধতি
এজ-সংজ্ঞায়িত ফিল্ম-ফিড গ্রোথ (ইএফজি) পদ্ধতি নামেও পরিচিত মেল্ট শেপ পদ্ধতিটি ১৯৬০ এর দশকে যুক্তরাজ্যে হ্যারল্ড ল্যাবেল এবং সোভিয়েত ইউনিয়নে স্টেপানোভ দ্বারা স্বাধীনভাবে উদ্ভাবিত হয়েছিল।EFG পদ্ধতি Czochralski কৌশল একটি বৈচিত্র্য এবং প্রায় নেট আকৃতির গঠন প্রযুক্তি, যার মানে এটি সরাসরি গলিত থেকে কাঙ্ক্ষিত আকৃতিতে স্ফটিক ফাঁকা বৃদ্ধি করে।
এই পদ্ধতিটি শিল্প উৎপাদনে কৃত্রিম স্ফটিকের জন্য প্রয়োজনীয় ভারী যান্ত্রিক যন্ত্রপাতি সরিয়ে ফেলার পাশাপাশি কার্যকরভাবে কাঁচামাল সাশ্রয় করে এবং উৎপাদন খরচ হ্রাস করে।
ইএফজি পদ্ধতির একটি মূল সুবিধা হ'ল এটির উপাদান দক্ষতা এবং বিভিন্ন বিশেষ আকারের স্ফটিকগুলি বাড়ানোর ক্ষমতা। তবে ত্রুটির মাত্রা হ্রাস করা এখনও একটি চ্যালেঞ্জ। অতএব,এটি সাধারণত আকৃতির বা জটিল উপকরণ বৃদ্ধি জন্য ব্যবহৃত হয়প্রযুক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতির সাথে সাথে, ইএফজি পদ্ধতিটি এমওসিভিডি ইপিট্যাক্সির জন্য স্তর উত্পাদন করতেও প্রয়োগ করা শুরু করেছে, যা বাজারের ক্রমবর্ধমান অংশের জন্য দায়ী।
তাপ বিনিময় পদ্ধতি HEM পদ্ধতি
১৯৬৯ সালে, এফ. শ্মিড এবং ডি. ভিয়েচনিক্কি একটি নতুন স্ফটিক বৃদ্ধির কৌশল আবিষ্কার করেন যা শ্মিড-ভিয়েচনিক্কি পদ্ধতি নামে পরিচিত। ১৯৭২ সালে এটি চালু হয়।
নীতি
তাপ বিনিময় পদ্ধতিতে তাপ অপসারণের জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করা হয়।নীচে শীতল তাপমাত্রা এবং উপরে উষ্ণ তাপমাত্রা সঙ্গে স্ফটিক বৃদ্ধি অঞ্চলে একটি উল্লম্ব তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট তৈরিতাপ এক্সচেঞ্জারের (সাধারণত হিলিয়াম) ভিতরে গ্যাস প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং গরম করার ক্ষমতা সামঞ্জস্য করে, এই তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টটি সঠিকভাবে পরিচালিত হয়,গর্তের ভিতরে গলিত ধীরে ধীরে নীচে থেকে উপরে থেকে একটি স্ফটিকের মধ্যে শক্ত করার অনুমতি দেয়.
অন্যান্য স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার তুলনায়, এইচইএমের একটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল যে শক্ত-তরল ইন্টারফেসটি গলিত পৃষ্ঠের নীচে নিমজ্জিত। এই অবস্থার অধীনে,তাপীয় এবং যান্ত্রিক ব্যাঘাতগুলি দমন করা হয়, যার ফলে ইন্টারফেস এ একটি অভিন্ন তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, যা অভিন্ন স্ফটিক বৃদ্ধি প্রচার করে এবং উচ্চ রাসায়নিক অভিন্নতা সঙ্গে স্ফটিক উত্পাদন সহজতর।কারণ ইন-সাইটো অ্যানিলিং হল এইচইএম কঠিনকরণ চক্রের অংশ, ত্রুটি ঘনত্ব প্রায়ই অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় কম।