Особливості сегрегації включень та мікроструктура зливків кремнію, отриманих електронно-променевим рафінуванням металургійного кремнію
| Автори | В.O. Осокін1 , Я.A. Стельмах1 , Ю.A. Курапов1 , П.O. Шпак2 |
| Приналежність |
1Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна 2Інститут вуглецевих наноматеріалів, вул. Хмельницьке шосе 2, офіс 110, 21036 Вінниця, Україна |
| Е-mail | kist2002@ukr.net |
| Випуск | Том 14, Рік 2022, Номер 6 |
| Дати | Одержано 29 жовтня 2022; у відредагованій формі 22 грудня 2022; опубліковано online 27 грудня 2022 |
| Посилання | В.O. Осокін, Я.A. Стельмах та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 6, 06012 (2022) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.14(6).06012 |
| PACS Number(s) | 81.20, 64.75.Qr |
| Ключові слова | Рафінування, Структура (212) , Включення (6) , Домішки (18) , Сегрегація (3) , Коагуляція (2) , Металургійний кремній покращеної якості, Електронно-променеве переплавляння. |
| Анотація |
На сьогодні кремній сонячної чистоти (SG-Si) залишається головним матеріалом для виготовлення фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), які широко використовуються у відновлювальній енергетиці. Підвищення ефективності ФЕП при зниженні собівартості виробництва та посиленні екологічних вимог є актуальною задачею для прикладної науки й розвитку технологій. Рішення цієї проблеми пов'язано у тому числі з методами вакуумного (VP) та окислювального (OP) рафінування під час електронно-променевого переплаву (ЕВМ) металургійного кремнію (MG-Si). У роботі досліджено вплив VP та ОP на мікроструктуру зливків кремнію, отриманих електронно-променевим рафінуванням. При цьому експериментально встановлено, що структура зливків не залежить від виду використаного рафінування VP/ОP при ЕВМ та визначається виключно технологічними/теплофізичними умовами їх тверднення. Структура отриманих зливків складалась переважно із стовбчастих кристалітів, головна вісь яких є перпендикулярною/нормальною до поверхні кристалізації. В отриманих зливках покращеного металургійного кремнію (UMG-Si), отриманого ЕВМ, відзначається помітна сегрегація включень/домішок із збільшенням їх кількості в напрямку до центру вільної поверхні розплаву, який тверднув/кристалізувався останнім. При цьому відзначено чутливість розмірів включень до використаного способу рафінування металургійного кремнію VP/ОP, на відміну від розмірів кристалітів. У зливках кремнію, отриманих електронно-променевим рафінуванням, підтверджена відсутність сегрегації домішок/включень до границь зерен, незалежно від обраного способу рафінування (VP/ОP). Аналіз хімічного складу включень в отриманих зливках підтверджує наявність ефекту «спадковості» – переважна більшість включень являють собою автономні одноелементні фази залишкових домішкових елементів та малокомонентні мікровключення зі співвідношенням елементів їх хімічного складу, подібним до таких у вихідному MG-Si. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Механізми генерації струму в діодах Шотткі графен/p-CdTe [06001-1-06001-5]2) Тонкі плівки на основі MWCNT, отримані методом CVD, та деякі їх застосування [06002-1-06002-4]
3) Реологічний аналіз нанобурового розчину на основі TiO2 [06003-1-06003-5]
4) Дизайн і концепція платформи, яка дозволяє з’єднувати різні сонячні панелі та навантаження через понижуючий перетворювач DC-DC [06004-1-06004-6]
5) Швидкість осадження та електрохімічна корозійна поведінка композитних покриттів на основі нікелю [06005-1-06005-5]
6) Послідовна реологічна поведінка рідини на основі форміату при бурінні та капітальному ремонті свердловин [06006-1-06006-4]
7) Безсвинцеві п’єзоелектричні матеріали для медичної роботи [06007-1-06007-4]
8) Вплив тепловідводу на механічні, металургійні та мікроструктурні характеристики різнорідних з’єднань Al6061 та Al5052, виготовлених точковим зварюванням тертям із перемішуванням [06008-1-06008-5]
9) Вплив наночастинок у технології підвищення вилучення нафти на основі полімерів [06009-1-06009-4]
10) Стиснення MHD потоку разом із теплопередачею між паралельними пластинами за допомогою методу диференціального перетворення [06010-1-06010-5]
11) Калібрування мікроскопічної вимірювальної системи методом проекцій закодованих періодичних шаблонів [06011-1-06011-5]
12) Компактна та мініатюрна дводіапазонна антена-мітка на основі метаматеріалу для IoT, технології RFID та додатків лікарняних послуг [06013-1-06013-6]
13) Реалізація VTFET із лінійно градуйованою роботою виходу бінарного металевого затвору з повітряною кишенею [06014-1-06014-6]
14) Параметричний аналіз шляхом моделювання брегівських ґраток та їх застосування як датчика [06015-1-06015-5]
15) Чисельне моделювання росту тонких плівок шляхом випадкового осадження з випаровуванням частинок [06016-1-06016-6]
16) Структурні та оптичні властивості нанокристалічних порошків оксиду міді індію, отриманих методом твердофазної реакції [06017-1-06017-5]
17) Новий підхід до проектування дводіапазонного смугового мікрохвильового фільтра (DBBPF) на основі квадратних симетричних резонаторів з метаматеріалу (SSRR) для додатків X- та Ku- діапазонів [06018-1-06018-5]
18) Дослідження фотолюмінесценції та термолюмінесценції нанолюмінофору алюмінату цинку, легованого диспрозієм (Dy3+) (Zn0.97Al2O4:0.03Dy) [06019-1-06019-6]
19) Релаксація електронного збудження молекули на шляху спіропіран ↔ мероціанін [06020-1-06020-7]
20) Покращена 4-портова MIMO антена на основі зменшення електромагнітного взаємного зв'язку з використанням CSRRs з метаматеріалу для додатків Sub-6 ГГц 5G [06021-1-06021-5]
21) Дослідження впливу оптимального складу електроліту на зародження та ріст тонких плівок сплаву Ni-Fe [06022-1-06022-5]
22) Вплив товщини плівки на властивості тонких плівок Co-ZnO, отриманих золь-гель методом [06023-1-06023-6]
23) Аналіз тертя, зношування та в’язкості мастила понгамієвої олії на основі наночастинок Fe3O4 [06024-1-06024-4]
24) Точково-контактна спектроскопія Mo/Si надґраток [06025-1-06025-4]
25) Сенсорні методи виявлення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (PAHs) у промислових стічних водах [06026-1-06026-5]
26) Останні досягнення в електрохімічному перетворенні вуглекислого газу [06027-1-06027-5]
27) Поведінка міді CAD 110 (матеріал радіатора) як фрактальної структурованої антени RFID під час експлуатації при високій температурі [06028-1-06028-5]
28) Механічна спектроскопія і внутрішнє тертя в SiO2/Si [06029-1-06029-7]
29) Вплив нанорозмірних активних частинок розплаву та поверхні електрода на процеси перенесення заряду на межі розділу електрод/розплав [06030-1-06030-3]
30) Концентраційна залежність термодинамічних і динамічних параметрів високоентропійних сплавів [06031-1-06031-4]
31) Моделювання анормальної поведінки діода Шотткі на основі 6H-SiC за допомогою функції Ламберта [06032-1-06032-4]
32) Моделювання тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D [06033-1-06033-10]
33) Про одне вдосконалення методу апроксимуючих функцій для задач з нелінійними середовищами [06034-1-06034-6]
