Convection thermo-solutale et ségrégations chimiques lors de la solidification Bridgman d'alliages semiconducteurs concentrés sous champs externes

La simulation numérique a été utilisée pour étudier l'influence de la convection thermo-solutale sur les ségrégations chimiques lors de la solidification Bridgman d'alliages GaInSb concentrés. Les résultats numériques en accord avec les résultats expérimentaux montrent un fort amortissement solutal de la convection thermique pendant la solidification des alliages concentrés solidifies rapidement. A la suite de cet amortissement solutal, les ségrégations chimiques augmentent et l'interface devient morphologiquement instable. A partir d'un calcul analytique qui prend en compte l'effet solutal sur la convection et la courbure de l'interface, deux méthodes ont été proposées pour éviter l'amortissement de l'écoulement et pour améliorer la qualité des cristaux : a) la croissance Bridgman à vitesses faibles et variables ; b) la croissance Bridgman sous champ magnétique alternatif. La simulation numérique et les expériences montrent que les cristaux obtenus en utilisant des vitesses de croissance faibles sont plus homogènes et leur qualité structurale est améliorée par rapport aux cristaux obtenus à grandes vitesses. La modélisation de la solidification d'alliages concentrés sous champ magnétique alternatif montre des ségrégations chimiques et courbures de l'interfaces faibles. Cependant, il est difficile d'obtenir expérimentalement les conditions optimales imposées par la simulation numérique.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF