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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-236
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/23/


Kunz, Thomas

Wandfreie CdTe-Einkristallzüchtung im halboffenen Gastransportsystem und deren Modellierung

Dokument1.pdf (4.564 KB) (md5sum: cf0ef78013dd821703e960d81c1080a7)

Kurzfassung in Deutsch

Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung theoretischer Grundlagen für die
wandfreie Züchtung von CdTe-Kristallen aus halboffenen Gasphasensystemen
nach MARKOV.

Dazu wurde erstmals für die MARKOV-Anordnung ein laminar-diffusives
Transportmodell entwickelt. Es konnte damit gezeigt werden, wie das
Partialdruckverhältnis mittels einer Temperatursenke kontrolliert werden kann.
Diese Kontrolle ist eine wesentliche Voraussetzung für reproduzierbare
Wachstumsraten und der Einstellung einer stabilen Phasengrenze.

Zur Untersuchung des wandfreien Kristallwachstums wurde ein Modell für
die Dynamik des Spalts zwischen Kristall und Ampullenwand aufgestellt und
damit Stabilitätskriterien hinsichtlich Temperaturprofile und Wachstumsraten
erhalten. Für die Stabilität ist sowohl ein axialer als auch ein radialer
Temperaturgradient am Spalt maßgeblich.

Die Rolle der Auftriebskonvektion wurde mit fluiddynamischen Simulationen
untersucht. Eventuell auftretende Konvektionsrollen bewirken eine radiale
Segregation der Dotierstoffe.

Es konnten reproduzierbar zwillingsfreie CdTe-Einkristalle hoher struktureller
Perfektion mit einem Durchmesser von bis zu 24 mm gezüchtet werden.
Voraussetzungen dafür waren sowohl die Vermeidung von Wandkontakt als auch
eine effektive Kontrolle der Partialdrucke.

Es wurden thermodynamische Verteilungskoeffizienten für einige Dotierstoffe
und Mischkristallkomponenten bestimmt. Mechanismen für die axiale
Makrosegregation in der Gasphasenzüchtung wurden gefunden, die sich
wesentlich von Segregationsmechanismen bei der Züchtung aus einer flüssigen
Phase unterscheiden. Bei leichtflüchtigen Dotierstoffen (d.h. k<<1) ist die
in den Kristall eingebaute Dotierstoffkonzentration wesentlich geringer
als im Nährmaterial. Für schwerflüchtige Dotierstoffe (d.h. k>>1) ist die
Kompaktheit des Nährmaterials zur Erzielung einer geringen axialen Segregation
wesentliche Voraussetzung.


SWD-Schlagwörter: Kristallzüchtung / Dampfphase , Einkristall , Modellierung , Cadmiumtellurid , Segregation
Freie Schlagwörter (deutsch): wandfrei , halboffen , Markov , Transportrechnung , Dotierstoffsegregation
Freie Schlagwörter (englisch): vapor growth , crystal growth , semi-closed , modeling
PACS Klassifikation 81.10.Bk
Institut: Kristallographisches Institut
Fakultät: Geowissenschaftliche Fakultät (bis Sept. 2002)
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften, Geologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Prof. Dr. K.W. Benz
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.11.1999
Erstellungsjahr: 1999
Publikationsdatum: 09.02.2000
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