Méthode Bridgman–Stockbarger - Bridgman–Stockbarger method
La méthode Bridgman-Stockbarger , ou technique Bridgman-Stockbarger , doit son nom au physicien de Harvard Percy Williams Bridgman (1882-1961) et au physicien du MIT Donald C. Stockbarger (1895-1952). La méthode comprend deux techniques similaires mais distinctes principalement utilisées pour la croissance des boules (lingots monocristallins), mais qui peuvent également être utilisées pour la solidification des lingots polycristallins .
Aperçu
Les méthodes consistent à chauffer un matériau polycristallin au-dessus de son point de fusion et à le refroidir lentement à partir d'une extrémité de son récipient, où se trouve un germe de cristal . Un monocristal de la même orientation cristallographique que le matériau de germe croît sur le germe et se forme progressivement le long de la longueur du récipient. Le processus peut être effectué dans une orientation horizontale ou verticale et implique généralement un creuset/une ampoule rotatifs pour agiter la masse fondue.
La méthode Bridgman est un moyen populaire de produire certains cristaux semi-conducteurs tels que l'arséniure de gallium , pour lesquels la méthode Czochralski est plus difficile. Le processus peut produire de manière fiable des lingots monocristallins, mais n'entraîne pas nécessairement des propriétés uniformes à travers le cristal.
La différence entre la technique Bridgman et la technique Stockbarger est subtile : alors que les deux méthodes utilisent un gradient de température et un creuset mobile, la technique Bridgman utilise le gradient relativement incontrôlé produit à la sortie du four ; la technique Stockbarger introduit une chicane, ou étagère, séparant deux fours couplés avec des températures supérieures et inférieures au point de congélation. La modification par Stockbarger de la technique Bridgman permet un meilleur contrôle du gradient de température à l'interface fusion/cristal.
Lorsque les germes cristallins ne sont pas utilisés comme décrit ci-dessus, des lingots polycristallins peuvent être produits à partir d'une matière première constituée de tiges, de morceaux ou de tout morceau de forme irrégulière une fois qu'ils sont fondus et laissés à se resolidifier. La microstructure résultante des lingots ainsi obtenus est caractéristique des métaux et alliages solidifiés directionnellement avec leurs grains alignés.
Une variante de la technique connue sous le nom de méthode de solidification directionnelle horizontale ( HDSM ) développée par Khachik Bagdasarov à partir des années 1960 en Union soviétique utilise un creuset à fond plat avec des parois latérales courtes plutôt qu'une ampoule fermée, et a été utilisée pour cultiver divers grands cristaux d'oxyde dont Yb:YAG (un cristal hôte laser) et cristaux de saphir de 45 cm de large et de plus de 1 mètre de long.
Voir également
Les références
