1404/02/01

محمد حسین توکلی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 16242834500
دانشکده: دانشکده علوم پایه
نشانی:
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
شبیه سازی سه بُعدی توزیع دما و میدان شاره در یک سیستم رشد بلور چُکرالسکی ژرمانیوم
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
نیمه هادی ژرمانیوم، رشد بلور چُکرالسکی، شبیه سازی جریان شاره، میدان های دما و سرعت، نرم افراز Fluent
سال 1393
پژوهشگران سیده زهرا طاهری قهفرخی(دانشجو)، محمد حسین توکلی(استاد راهنما)، حسین صادقی(استاد مشاور)

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 این کاربردها علاوه بر این که ژرمانیوم باید به شکل تک بلور باشد، درجه خلوص آن نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. مهم ترین تکنیک رشد این بلور نیمه هادی، رشد از فاز مذاب و به روش چُکرالسکی می باشد. در این روش پودر ژرمانیوم ابتدا ذوب و سپس یک دانه بلوری با سطح آزاد مذاب تماس داده شده و ضمن چرخش به آهستگی بالا کشیده می شود تا به مذاب امکان رشد بر روی دانه داده شود. گرمای مورد نیاز برای ذوب پودر ژرمانیوم از دو مکانیسم القائی و مقاومتی تأمین می شود. رشد یک تک بلور کامل و موفق نیازمند تعادل در انرژی تولید شده و انتقال آن در طی فرآیند رشد می باشد. از آن جائی که تبلور در دماهای بالا انجام می شود و مذاب های نیمه هادی نیز برای تابش غیرشفاف هستند، تشخیص فرآیندهای موجود درنیمه هادی مذاب واقعاً مشکل است. تنها روش برای مطالعه تجربی آن، بررسی بلورهای رشد یافته است که به طور جدی کیفیت اطلاعات را کم می کند. یک راه حل بسیار مهم برای رفع این مشکل، مدل سازی ریاضی و شبیه سازی رایانه ای سیستم رشد بلور می باشد. یکی از بهترین نرم افرازهایی که برای مدل سازی این سیستم رشد استفاده می شود. نرم افراز Fluent است که با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی و مبتنی بر روش حجم محدود نوشته شده است. با استفاده از این نرم افزار شبیه سازی این پایان نامه انجام شده که بعد از توصیف کامل مراحل کار، توزیع میدان های دما و سرعت در سه بُعد بررسی می شوند.