Laser-heated pedestal growth
ಲೇಸರ್-ಹೀಟೆಡ್ ಪೀಡೆಸ್ಟಲ್ ಗ್ರೋತ್ (ಎಲ್ಎಚ್ಪಿಜಿ) ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ ಫ್ಲೋಟಿಂಗ್ ಝೋನ್ (ಎಲ್ಎಫ್ಜೆಡ್) ಒಂದು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದ ಕಿರಿದಾದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯುತವಾದ CO2 ಅಥವಾ YAG ಲೇಸರ್ನಿಂದ ಕರಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ತೇಲುವ ವಲಯವನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಚಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕರಗಿದ ಪ್ರದೇಶವು ಅದರ ಮುಂಭಾಗದ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅಶುದ್ಧ ಘನವನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಹಿಂದೆ ಶುದ್ಧವಾದ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಘನೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ (ದ್ರವ/ಘನ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ) ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುವ ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಈ ತಂತ್ರದ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಳೆಯುವ ದರಗಳು (ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಝೊಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ತಂತ್ರಕ್ಕಿಂತ 60 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಎಲ್ಎಚ್ಪಿಜಿಯು ಶಿಲುಬೆಗೇರಿಸಲಾಗದ-ಮುಕ್ತ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ, ಇದು ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಬೆಳೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರವು (ತಂತ್ರವು ಸಣ್ಣ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು), ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು, ಎಲ್ಎಚ್ಪಿಜಿಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ನಾರುಗಳನ್ನು (ಎಸ್ಸಿಎಫ್) ಅನೇಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಕರಗುವ-ಬಿಂದು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ನಾರುಗಳು ತಾಂತ್ರಿಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಮಾನ ಅಥವಾ ಉನ್ನತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಂಶಗಳು 1980 ರವರೆಗೆ, ಲೇಸರ್-ಬಿಸಿಮಾಡಿದ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಮೂಲ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ಎರಡು ಲೇಸರ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುತ್ತಿತ್ತು. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯು ಕರಗಿದ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೇಡಿಯಲ್ ಉಷ್ಣದ ಇಳಿಜಾರನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಕಿರಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಾಲ್ಕಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದ್ದು ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲಿಲ್ಲ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಇದು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿತು. ಲೇಸರ್-ಬಿಸಿಮಾಡಿದ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಕ್ಕೆ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಫೆಜರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಮಾಡಿದರು, ಅವರು ರಿಫ್ಲಾಕ್ಸಿಕಾನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿಶೇಷ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದರು, ಇದು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುವ ಮೇಲ್ಮೈಗಳೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಏಕಾಕ್ಷ ಕೋನ್ ವಿಭಾಗದಿಂದ ಸುತ್ತುವರೆದಿರುವ ಆಂತರಿಕ ಕೋನ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಂಶವು ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣವನ್ನು ದೊಡ್ಡ ವ್ಯಾಸದ ಟೊಳ್ಳಾದ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕವು ಕರಗಿದ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಶಕ್ತಿಯ ರೇಡಿಯಲ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ರೇಡಿಯಲ್ ಉಷ್ಣದ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಕ್ಷೀಯ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರು 10000 °ಸಿ/ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್ ವರೆಗೆ ಹೋಗಬಹುದು, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ (10-100 °ಸಿ/ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್) ಹೋಲಿಸಿದರೆ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಸಂವಹನ ವೇಗವು ಎಲ್ಎಚ್ಪಿಜಿ ತಂತ್ರದ ಒಂದು ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವೆಂದರೆ ಮರಂಗೋನಿ ಸಂವಹನದಿಂದಾಗಿ ದ್ರವ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವಹನ ವೇಗವಾಗಿದೆ. ಇದು ತುಂಬಾ ವೇಗವಾಗಿ ತಿರುಗುವುದನ್ನು ನೋಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಅದು ನಿಶ್ಚಲವಾಗಿ ನಿಂತಿರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಅದು ತನ್ನ ಅಕ್ಷದ ಮೇಲೆ ವೇಗವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತಿದೆ. ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲೈಟ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಫ್ರಾಕ್ಷನಲ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲೈಸೇಶನ್ ಮೈಕ್ರೋ-ಪುಲ್ಲಿಂಗ್-ಡೌನ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಷನ್ ಪ್ರೊಟೋಕ್ರಿಸ್ಟಲೈನ್ ರಿಕ್ರಿಸ್ಟಲೈಸೇಶನ್ (ಮೆಟಲರ್ಜಿ) ಸೀಡ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ಸ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ಲೋಗ್ರಫಿ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್ ಖನಿಜಶಾಸ್ತ್ರ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಗಳು