Thermal Analysis of Coil-Crucible Configurations in Czochralski Growth of BGO Crystals

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 47

فایل این مقاله در 9 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_PPAM-6-2_005

تاریخ نمایه سازی: 19 آذر 1404

چکیده مقاله:

This study presents a detailed numerical investigation into the influence of coil-crucible configurations on electromagnetic heating, thermal transport, and stress development during the Czochralski (Cz) growth of bismuth germanate (BGO) crystals. A two-dimensional steady-state finite element model is developed to simulate the coupled behavior of electromagnetic fields, fluid flow, heat conduction, and thermoelastic deformation in both the melt and solid domains. Three distinct coil-crucible arrangements are analyzed to evaluate their effects on the temperature field, melt convection patterns, and the morphology of the crystal-melt interface. The results reveal that strategic modifications in geometry can significantly enhance temperature uniformity while mitigating the magnitude and localization of thermally induced stress within the growing crystal-factors that are critical for reducing defect formation such as dislocations and cracks. Additionally, the study compares two thermal stress estimation approaches, providing a detailed assessment of the resulting stress fields. Validation against available experimental data and literature benchmarks confirms the reliability of the model and underscores the pivotal role of thermal system design in improving crystal quality. These insights provide a practical framework for optimizing coil-crucible configurations to achieve higher-quality oxide crystals in industrial Czochralski growth systems.

نویسندگان

Hossein Khodamoradi

Physics Department, Bu-Ali Sina University, Hamedan ۶۵۱۷۴, I.R. Iran

M.H. Tavakoli

Physics Department, Bu-Ali Sina University, Hamedan ۶۵۱۷۴, I.R. Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Kolesnikov, A.V., Galenin, E.P., Sidletskiy, O.T. and Kalaev, V.V., ۲۰۱۴. ...
  • Burachas, S.F., Timan, B.L., Kolotii, О.D., Bondar, V.G., Krivoshein, B.I. ...
  • Voszka, R., Gévay, G., Földvári, I. and Keszthelyi-Lándori, S., ۱۹۸۲. ...
  • Omid, S. and Tavakoli, M.H., ۲۰۱۸. Effect of the ceramic ...
  • Tavakoli, M.H., Ojaghi, A., Mohammadi-Manesh, E. and Mansour, M., ۲۰۰۹. ...
  • Tavakoli, M.H., Mohammadi-Manesh, E. and Ojaghi, A., ۲۰۰۹. Influence of ...
  • Khodamoradi, H., Tavakoli, M.H. and Mohammadi, K., ۲۰۱۵. Influence of ...
  • Hadidchi, S. and Tavakoli, M.H., ۲۰۲۳. Influence of Temperature Dependence ...
  • Honarmandnia, M., Tavakoli, M.H. and Sadeghi, H., ۲۰۱۶. Global simulation ...
  • Mazaev, K., Kalaev, V., Galenin, E., Tkachenko, S. and Sidletskiy, ...
  • Takagi, K. and Fukazawa, T., ۱۹۸۶. Effect of growth conditions ...
  • Honarmandnia, M., Tavakoli, M.H. and Sadeghi, H., ۲۰۱۷. Global simulation ...
  • S. Hadidchi and M. H. Tavakoli, "Impact of Fixed and ...
  • Evstratov, I.Y., Rukolaine, S., Yuferev, V.S., Vasiliev, M.G., Fogelson, A.B., ...
  • Yuferev, V.S., Budenkova, O.N., Vasiliev, M.G., Rukolaine, S.A., Shlegel, V.N., ...
  • Golyshev, V.D. and Gonik, M.A., ۲۰۰۴. Heat transfer in growing ...
  • Budenkova, O.N., Vasiliev, M.G., Shlegel, V.N., Ivannikova, N.V., Bragin, R.I. ...
  • Vasiliev, M.G., Mamedov, V.M., Rukolaine, S.A. and Yuferev, V.S., ۲۰۰۹. ...
  • Mamedov, V.M. and Yuferev, V.S., ۲۰۰۹. Time-dependent model of the ...
  • Li, Y.R., Zhang, L., Zhang, L. and Yu, J.J., ۲۰۱۸. ...
  • B. K. P. V. a. D. M. Dhanaraj G, Springer ...
  • Tavakoli, M.H. and Karbaschi, H., ۲۰۲۱. Numerical study of influences ...
  • Guo, Z., Maruyama, S. and Tsukada, T., ۱۹۹۷. Radiative heat ...
  • Tsukada, T., Kakinoki, K., Hozawa, M., Imaishi, N., Shimamura, K. ...
  • Miyazaki, N., Uchida, H., Tsukada, T. and Fukuda, T., ۱۹۹۶. ...
  • Kobayashi, M., Tsukada, T. and Hozawa, M., ۲۰۰۲. Effect of ...
  • Indenbom, V.L., ۱۹۷۹. Ein Beitrag zur Entstehung von Spannungen und ...
  • Ofengeim, D.K. and Zhmakin, A.I., ۲۰۰۳, June. Industrial challenges for ...
  • Available: http://mumps.enseeiht.fr/ ...
  • Kobayashi, N., ۱۹۸۱. Hydrodynamics in Czochralski growth-computer analysis and experiments. Journal ...
  • Tavakoli, M.H., Omid, S. and Mohammadi-Manesh, E., ۲۰۱۱. Influence of ...
  • Stelian, C., Sen, G. and Duffar, T., ۲۰۱۸. Comparison of ...
  • Banerjee, J. and Muralidhar, K., ۲۰۰۶. Role of internal radiation ...
  • Taieb, K., Belkhir, N., Khennab, A., Rogers, E., Giusca, C. ...
  • نمایش کامل مراجع