CZ-Trans simulācijas programmatūras validācija LiBr kristālu audzēšanai ar Čohraļska metodi

Abstract

Maģistra darbā tiek pētīts litija bromīda kristālu audzēšanas process ar Čohraļska metodi. Tiek veikti pieejamās Čohraļska iekārtas uzlabojumi un temperatūras lauka mērījumi. Tiek iegūti eksperimentālie dati kristalizācijas frontes formai dažādos kristāla augšanas posmos un kristāla rādiusa vērtībai gan manuālā režīmā, gan izmantojot PID kontroli. Veiktie eksperimenti ir atkārtojami, kas līdz šim nebija izdarāms. Izmantojot papildu siltuma plūsmas blīvumu uz kristalizācijas frontes un P1 aproksimāciju, tiek veikti skaitliskie aprēķini ar iepriekš izstrādātu CZ-Trans programmatūru. Tiek iegūts nestacionārs temperatūras sadalījums, kristāla rādiuss un kristalizācijas frontes forma. Lai validētu CZ-Trans, simulācijas tiek salīdzinātas ar eksperimentālajiem datiem.

The master’s thesis studies the process of growing lithium bromide crystals using the Czochralski method. Improvements to the available Czochralski furnace are conducted, temperature field measurements are performed. Experimental data are obtained for the shape of the crystallization front at different stages of crystal growth and for the value of the crystal radius in manual mode and using PID control. Experiments performed are repeatable, which was not possible until now. Using additional heat flux density on crystallization front and P1 approximation, numerical calculations are performed with the previously developed CZ-Trans software. Non-stationary temperature distribution, crystal radius, and shape of the crystallization front are obtained. Simulations are compared with experimental data to validate CZ-Trans.