شبیه سازی میدان های دما و جریان شاره در یک سیستم رشد بلور ژرمانیوم
چکیده
بلورهای نیمه هادی کاربرد وسیعی در ساخت قطعات الکترونیکی و مدارهای مجتمع دارند. ژرمانیوم یکی از بلورهای نیمه-هادی است که در صنایع الکترونیک و مخابرات به صورت دیود و ترانزیستور به کار می رود. در کاربردهای الکتریکی علاوه بر این که ژرمانیوم باید به شکل تک بلور باشد، درجه ی خلوص آن نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. مهمترین تکنیک رشد این نیمه هادی، رشد از فاز مذاب و به روش چکرالسکی می باشد. یکی از قدرتمندترین نرم افزارهایی که برای مدل سازی این سیستم رشد استفاده می شود، نرم افزار fluent می باشد که با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی و مبتنی بر روش حجم محدود تاکنون نوشته شده است. در این پایان نامه مراحل مختلف رشد یک بلور در حالت پایدار شبیه سازی شده است، این سیستم از نوع سیستم رشد بلور مقاومتی است. در این شبیه سازی از هر سه نوع انتقال حرارت همرفت، رسانش و تابش استفاده شده است. یکی از پارامترهای اصلی برای رشد بلورهای نیمه رسانا با کیفیت بالا چرخش در مذاب و نطفه است که این عامل هم در نظر گرفته شده است. شبیه سازی تماس نطفه با سطح مذاب و در نهایت شبیه سازی بلوری با ارتفاع یک سانتی متر انجام گردید. با نتایج بدست آمده از این شبیه سازی به صورت توزیع دما و بردارهای سرعت می توان کیفیت مطلوبی که چرخش در رشد بلور موردنظر دارد را مشاهده کرد چرا که با مقایسه توزیع دما در مذاب ژرمانیوم در حالت های بدون تشعشع و چرخش، با وجود تشعشع و بدون چرخش و با تشعشع و چرخش به وجود دو عامل مهم چرخش و تشعشع که موجب همگن شدن جریان مذاب می شود می توان پی برد.