Kas ir zonas kušana?

Lai sāktu zonas kušanu, kristālu ievieto cilindriskā tīģelī, un no augšas izceļas sēklas kristāls. Sēklu kristāls ir galvenā daļa, kas ir jāattīra, lai gan tiks attīrīti arī daži citi kristāli. Pēc tam tiek sagatavota krāsns ar šauru siltuma zonu netālu no centra, un kristāls tiek lēnām pakļauts siltuma zonai.

Ir divas galvenās metodes zonas kausēšanas procesa veikšanai. Bridžmena metodē karstā zona pārvietojas pret tīģeli, kamēr tīģelis nekustas. Stockbarger metode ir pretēja, tīģelim pārvietojoties pa siltuma zonu. Lai gan ir pilnīgi pretstati, abi dara vienu un to pašu.

Kad kristāls tiek pakļauts siltuma zonai, tas izkusis. Tas ļauj kristāla piemaisījumiem brīvi pārvietoties, un tiem ir tendence virzīties uz aukstāko daļu, kas netiek izlaista caur siltuma zonu. Lai ļautu visiem piemaisījumiem pārvietoties, kristāls tiek karsēts ļoti lēni, līdz tīrības tiek ievilktas kristāla pamatnē. Kristāla apakšējā daļa tiek nozāģēta, atstājot attīrītu kristālu.

Lai nodrošinātu veiksmīgu zonas kausēšanu, tiek izmantots process, ko sauc par zonas attīrīšanu. Tas ir tas pats, kas zonas kausēšana, bet kristāls tiek attīrīts vairākas reizes. To darot vairākas reizes vienam un tam pašam kristālam, darbinieki var būt pārliecināti, ka kristālā nav piemaisījumu.

Šis attīrīšanas process galvenokārt tiek veikts kristāliem, kas tiek izmantoti kā pusvadītāji, taču to var izmantot arī citos lietojumos. Pusvadītāji ir inženierzinātnēs izmantotie gabali, kuriem ir vadītspēja starp vadītāju un izolatoru. Ja kristālā paliek piemaisījumi, tie traucētu elektrības plūsmu, padarot kristālu vai nu pārāk vadošu, vai arī nepietiekami vadītspējīgu.