Projekts "Mašīnbūves Kompetences centrs"

Pjedestāla kristālu audzēšanas metodes attīstībā ar skaitliskās modelēšanas palīdzību tika optimizētas augstfrekvences un zemfrekvences induktoru formas ar mērķi nodrošināt procesa stabilitātei optimālu temperatūras sadalījumu. Pētījumos uzsvars tika likts arī uz augstfrekvences jaudas samazināšanu, gan ar zemfrekvences jaudas palielināšanu, gan sistēmas izolācijas uzlabošanu.

Veikti skaitliski pētījumi kristāla diametriem līdz 100 mm, kuros noteikti optimālie papildus sildīšanas ar lampām un vidējas frekvences induktora parametri. Plašās robežās izpētīta procesa norise kristāla audzēšanas sākuma konusa fāzē (5 mm, 10 mm, 30 mm un 46 mm diametriem) un atrasti iespējamie lampu sildīšanas jaudas diapazoni un to izmaiņa procesa gaitā. Optimizācijas mērķa funkcijai pievienots kausējuma stabilitāti uzlabojošs parametrs.

Veikti plašāki skaitliski pētījumi par konusa fāzes realizāciju pjedestāla kristālu audzēšanas procesam, dažādiem konusa diametriem optimizējot lampu sildītāja un sānu sildītāja jaudas. Atrasta induktora forma 100 mm kristāla audzēšanai un parādīts, ka ar šo induktoru iespējams izaudzēt arī konusu, izmantojot iepriekš minēto lampu un sānu sildītāju optimizāciju.

Augstfrekvences induktora optimizācijai izveidots jauns automātisks optimizācijas skripts un veiktas optimizācijas studijas 60 un 90 mm diametra kristāliem, kā arī 36 mm kristāla aizmetnim kombinācijā ar lampu sildītāju. Optimizācijas mērķis ir izveidot induktora formu, kas nodrošinātu stabilu procesa norisi gan liela diametra kristāliem, gan sākotnējam kristāla aizmetnim.

Uzlabots esošais pjedestāla metodes matemātiskais modelis, papildinot to ar augstfrekvences lauka aizsargekrānu un spirālveida zemfrekvences sānu sildītāju. Izmantojot šo modeli, optimizēta augstfrekvences induktora forma lielāka kristāla diametra iegūšanai. Procesa stabilitātes palielināšanai tā uzsākšanas stadijā aprēķināta papildus lampu sildīšanas sistēmas nepieciešamā jauda un tās konfigurācija.