تتجول الحقول المغناطيسية في تحسين البلورات

يطور الباحثون طريقة جديدة لتربية بلورات أشباه الموصلات

بلورة الجرمانيوم المزروعة في المجال المغناطيسي المتجول © IKZ
قراءة بصوت عال

تعمل الهواتف المحمولة والليزر والثنائيات الباعثة للضوء جميعها فقط لأنها تحتوي على مكونات قائمة على بلورات أشباه الموصلات العادية مثل السيليكون أو زرنيخيد الغاليوم. يتم تربيتها مثل هذه البلورات مع أساليب معقدة. الآن قام الباحثون بتحسين طرق التربية هذه بخطوة حاسمة. استخدموا الحقول المغناطيسية أثناء السفر لتقليل كثافة التدفق في الذوبان. يمكن للذوبان أن يتبلور بعد ذلك بشكل موحد.

كما هو الحال في أي قدر ، يتم إنشاء التيارات في ذوبان بسبب توزيع الحرارة المختلفة. تعمل الحقول المغناطيسية المتحركة وفقًا للعلماء لمواجهة قوى التدفق هذه. البلورات التي تنتجها العملية الجديدة ذات جودة أفضل ، وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة لصناعة الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال.

قام الباحثون بقيادة البروفيسور بيتر رودولف من معهد لايبنز للنمو البلوري (IKZ) بتطبيق المبدأ غير الجديد بنجاح في إطار مشروع KristMAG على مدار السنوات الثلاث الماضية. وبالمقارنة مع مزارعي البلورات الآخرين ، فقد كانت لديهم فكرة حاسمة للتحسين: لم يعدوا يرتبون مولدات المجال المغناطيسي حول خارج أفران الصهر ، لكنهم طوروا ملفات تسخين يمكن من خلالها توليد حقول مغناطيسية في نفس الوقت.

أفضل جودة ، انخفاض التكاليف

"بما أن المجال المغنطيسي يقترن مباشرة بالبوتقة ، فنحن بحاجة فقط إلى شدة المجال منخفضة نسبيًا. يقول رودولف: "يجب أن تكون الحقول المغناطيسية الخارجية قوية جدًا لاختراقها إلى الداخل وتضاعف تكلفة مصنع التكاثر". يسمح نظام الطاقة والتحكم الدقيق الذي طوره الشركاء الصناعيون في نطاق المشروع للسخانات بتوليد الحرارة عبر التيار المباشر ، في حين أن التيار المتناوب المخزن أعلاه يولد الحقول المغناطيسية المتجولة.

وقال منسق المشروع رودولف إن نتائج المشروع مرضية للغاية من جميع النواحي. أظهر فريق المشروع أنه يمكن إنتاج بلورات أشباه الموصلات بجودة محسنة بتكلفة منخفضة واستهلاك الطاقة. تم إرسال الوحدة الأولى بالفعل إلى شركة في برلين. عرض

مصلحة كبيرة في صناعة الطاقة الشمسية

ومع ذلك ، من وجهة نظر رودولف ، ما زال هناك الكثير مما ينبغي عمله. وقال "لقد أظهرنا الجدوى ، ما نحتاجه الآن هو تطوير التكنولوجيا للنطاق الصناعي". الاهتمام بتحسين عمليات التبلور كبير بشكل خاص في صناعة الطاقة الشمسية.

"لا يمكننا إنقاذ أنفسنا من الاستفسارات" ، تابع رودولف. الشركات المحلية ، على سبيل المثال ، قد كلفت بالفعل دراسات لتطبيقات محددة في IKZ ، وهناك أيضا تعبيرات عن الاهتمام من الخارج. محمية بنتائج المشروع ستة براءات اختراع.

(idw - Forschungsverbund Berlin، 26.06.2008 - DLO)