一种基于数值模拟的碲化铋晶体的制备方法技术

本发明专利技术涉及基于数值模拟的碲化铋晶体的制备方法，包含如下步骤：1)依据区域熔炼生长炉和碲化铋原料的形态建立对应的三维模型；2)将三维模型导入有限元热学模拟软件，设置区域熔炼生长炉内的承载部件和碲化铋原料的热力学参数；3)设置区域熔炼生长炉的初始加热温度为T0，初始移动速度为V0，进行初始模拟熔炼；4)初始模拟熔炼结束后进行参数优化，将V0调整为V1，将T0调整为T1，再次进行模拟熔炼；5)重复n次上述步骤4)，n≥1，直至得到目标熔化区域长度和目标熔化界面曲率，确定出区域熔炼生长炉的目标加热温度T

【技术实现步骤摘要】
一种基于数值模拟的碲化铋晶体的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于数值模拟的碲化铋晶体的制备方法，属于半导体晶体合成领域。

技术介绍

[0002]碲化铋基热电半导体晶体在室温下具有优良的热电性能，被广泛使用在微电子、航天等领域。区域熔炼法是制备碲化铋基晶体的常见方法。区域熔炼法通过区域加热的方式使碲化铋在某一段区域内熔化。随着加热区的移动，熔化区域也随之移动。在温度梯度和凝固界面控制优良的情况下，通过区域熔炼的碲化铋可以形成晶体。
[0003]区域熔炼过程中固液界面的温度梯度和生长速度对晶体的质量尤为重要。由于实际的熔炼过程中，材料散热并不均匀，所以凝固界面并不是保持完全的水平，而是由于存在一定的曲率。凝固界面的曲率大小会影响晶锭的质量，过小的曲率容易导致凝固失稳、局部热应力集中，最终导致产生晶锭解理等缺陷，所以调节区域熔炼过程的工艺参数使碲化铋晶体在区域熔炼时获得更为平整的凝固界面，对提高成品率有重要作用。
[0004]传统的区域熔炼工艺优化采用实验方法，需要对熔炼温度和抽拉速度反复调整，以获得优化的区域熔炼过程的工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数值模拟的碲化铋晶体的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：1)依据区域熔炼生长炉和碲化铋原料的形态建立对应的三维模型；2)将三维模型导入有限元热学模拟软件，设置区域熔炼生长炉内的承载部件和碲化铋原料的热力学参数；3)设置区域熔炼生长炉的初始加热温度为T0，初始移动速度为V0，进行初始模拟熔炼；4)初始模拟熔炼结束后进行参数优化，将V0调整为V1，将T0调整为T1，再次进行模拟熔炼；5)重复n次上述步骤4)，n≥1，直至得到目标熔化区域长度和目标熔化界面曲率，确定出区域熔炼生长炉的目标加热温度T
n
，目标移动速度为V
n
；6)采用步骤5)得到的T
n
和V
n
，制备碲化铋晶体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述三维模型的几何尺寸与所述区域熔炼生长炉和所述碲化铋原料的几何尺寸一致。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：许庆彦，夏鹄翔，冯秋水，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：