Información de trasfondo Método Bridgman-Stockbarger
El método Bridgman-Stockbarger es el más común y el más utilizado en los hornos de crecimiento de cristales. El proceso consiste en desplazar lentamente una masa fundida policristalina, en un crisol o una ampolla, a través de un gradiente de temperatura estable desde una zona caliente a una zona fría del horno. El crisol que contiene la masa fundida gira mientras se traslada para crear un perfil de temperatura homogéneo. El principio de esta técnica se basa en la solidificación direccional.
Una semilla de monocristal se pone en contacto con la masa fundida para garantizar que el crecimiento del monocristal se rige por una orientación cristalográfica determinada. Esto también proporciona una interfaz para el crecimiento. A medida que la temperatura disminuye desde la zona caliente, la masa fundida policristalina se solidifica. El cristal semilla inicia el proceso hasta que toda la masa fundida se convierte en un lingote sólido monocristalino con una composición uniforme. Los cristales crecen en un entorno de enfriamiento lento y direccional, lo que minimiza la probabilidad de que se produzcan defectos en la estructura.
En este método también puede aplicarse una modificación del gradiente de temperatura utilizando un horno con múltiples zonas. Para ello no es necesario mover el crisol ni el horno. En su lugar, el gradiente de temperatura se controla modificando el suministro de calor de modo que se mantiene la interfaz entre la masa fundida y el cristal.
Los parámetros importantes como la velocidad de tracción y la velocidad de rotación se ajustan de serie a 0,03-50 mm/h y 1-5 revoluciones/min respectivamente. Una pantalla muestra la posición absoluta del crisol/ampolla a lo largo del horno en relación con su punto de partida. El gradiente térmico en el horno Bridgman puede controlarse, ya que desempeña un papel crucial en la producción de monocristales altamente cristalinos y homogéneos.
El método puede aplicarse en un horno Bridgman de configuración vertical u horizontal, en función del proceso que se realice y del tipo de cristales cultivados. Una técnica de cristalización por crecimiento en fusión puede llevarse a cabo en un entorno de vacío, neutro (nitrógeno, helio, argón, etc.) u oxidante (aire, oxígeno).
