Elektromagnetische Strömungskontrolle lokaler Temperaturgradienten in einem Modell des Czochralski-Prozesses

Die Gestalt der Kristallisationsfront und das damit verbundene monokristalline Wachstum im Czochralski-Kristallzuchtprozess hängt stark vom Verhältnis zwischen horizontalem und vertikalem Temperaturgradienten r*=deltaT_h/deltaT_v an der Schnittstelle zwischen Schmelze, Kristall und Atmosphäre ab. Der Wert von r* liegt dabei idealerweise in der Nähe von 1. Deshalb wurde ein Flüssigmetall-Modellexperiment aufgebaut, das die Untersuchung von r* unter dem Einfluss von Magnetfel-dern ermöglicht. Das zylindrische Flüssigmetallvolumen wird dabei homogen von unten geheizt, und um den wachsenden Kristall zu simulieren wird die Wärme oben konzentrisch mit einem Kühler entzogen, der die Oberfläche nur bis zu einem Drittel des Radius bedeckt. Ohne Strömungskontrolle findet sich ein von der Zielfunktion weit entfernter Wert von r*=3. Das Ziel r*=1 kann durch elektromagnetische Strömungsbeeinflussung erreicht werden.