Գոտիային հալեցման տեխնոլոգիայի նոր զարգացումներ

1. Բարձր մաքրության նյութերի պատրաստման առաջընթացներ
‌Սիլիցիումային հիմքով նյութեր‌. Սիլիցիումային միաբյուրեղների մաքրությունը գերազանցել է ‌13N (99.9999999999%)‌՝ օգտագործելով լողացող գոտու (FZ) մեթոդը, զգալիորեն բարելավելով բարձր հզորության կիսահաղորդչային սարքերի (օրինակ՝ IGBT) և առաջադեմ չիպերի աշխատանքը‌45: Այս տեխնոլոգիան նվազեցնում է թթվածնի աղտոտվածությունը՝ առանց հալման գործընթացի միջոցով և ինտեգրում է սիլանային CVD-ն և Siemens-ի փոփոխված մեթոդները՝ գոտիական հալման աստիճանի պոլիսիլիցիումի‌47 արդյունավետ արտադրության հասնելու համար:
Գերմանիումի նյութեր. Օպտիմալացված գոտիական հալման մաքրումը գերմանիումի մաքրությունը բարձրացրել է մինչև 13N՝ բարելավված խառնուրդների բաշխման գործակիցներով, ինչը հնարավորություն է տալիս կիրառել այն ինֆրակարմիր օպտիկայի և ճառագայթային դետեկտորների մեջ։23 Այնուամենայնիվ, հալված գերմանիումի և սարքավորումների նյութերի միջև փոխազդեցությունը բարձր ջերմաստիճաններում մնում է կարևորագույն մարտահրավեր։23
2. ‌Նորարարություններ գործընթացներում և սարքավորումներում‌
‌Դինամիկ պարամետրերի կառավարում‌. Հալման գոտու շարժման արագության, ջերմաստիճանի գրադիենտների և պաշտպանիչ գազային միջավայրի կարգավորումները՝ զուգորդված իրական ժամանակի մոնիթորինգի և ավտոմատացված հետադարձ կապի համակարգերի հետ, բարելավել են գործընթացի կայունությունը և կրկնելիությունը՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով գերմանիումի/սիլիկոնի և սարքավորումների միջև փոխազդեցությունը‌27:
‌Պոլիսիլիցիումի արտադրություն‌. Գոտիային հալման աստիճանի պոլիսիլիցիումի նորարարական մասշտաբային մեթոդները լուծում են թթվածնի պարունակության վերահսկման մարտահրավերները ավանդական գործընթացներում՝ նվազեցնելով էներգիայի սպառումը և բարձրացնելով արտադրողականությունը‌47:
3. ‌Տեխնոլոգիաների ինտեգրում և միջառարկայական կիրառություններ‌
‌Հալույթի բյուրեղացման հիբրիդացում‌. Ցածր էներգիայի հալույթի բյուրեղացման տեխնիկաները ինտեգրվում են օրգանական միացությունների բաժանումը և մաքրումը օպտիմալացնելու համար, ընդլայնելով գոտիական հալման կիրառությունները դեղագործական միջանկյալ նյութերում և նուրբ քիմիական նյութերում‌6:
‌Երրորդ սերնդի կիսահաղորդիչներ‌. Գոտիային հալեցումն այժմ կիրառվում է լայն գոտիական բացվածք ունեցող նյութերի վրա, ինչպիսիք են սիլիցիումի կարբիդը (SiC)‌ և ‌գալիումի նիտրիդը (GaN)‌, որոնք աջակցում են բարձր հաճախականության և բարձր ջերմաստիճանի սարքերին: Օրինակ, հեղուկ-ֆազային միաբյուրեղային վառարանի տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս կայուն SiC բյուրեղների աճ ապահովել ճշգրիտ ջերմաստիճանի կառավարման միջոցով‌15:
4. ‌Դիվերսիֆիկացված կիրառման սցենարներ‌
‌Ֆոտովոլտային‌: Բարձր արդյունավետության արևային մարտկոցներում օգտագործվում է գոտիական հալման աստիճանի պոլիսիլիցիում, որը հասնում է ‌ավելի քան 26%-ի‌ ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետության և խթանում է վերականգնվող էներգիայի ոլորտում առաջընթացը‌4:
‌Ինֆրակարմիր և դետեկտորային տեխնոլոգիաներ‌. Գերբարձր մաքրության գերմանիումը հնարավորություն է տալիս ստեղծել փոքրացված, բարձր արդյունավետության ինֆրակարմիր պատկերման և գիշերային տեսողության սարքեր ռազմական, անվտանգության և քաղաքացիական շուկաների համար‌23.
5. ‌Մարտահրավերներ և ապագայի ուղղություններ‌
‌Խառնուրդների հեռացման սահմանափակումներ‌. Ներկայիս մեթոդները դժվարանում են հեռացնել թեթև տարրերի խառնուրդները (օրինակ՝ բոր, ֆոսֆոր), ինչը պահանջում է նոր խառնուրդային գործընթացներ կամ դինամիկ հալման գոտու կառավարման տեխնոլոգիաներ‌25:
Սարքավորումների դիմացկունություն և էներգաարդյունավետություն. Հետազոտությունները կենտրոնանում են բարձր ջերմաստիճանակայուն, կոռոզիակայուն հալոցքային նյութերի և ռադիոհաճախականության տաքացման համակարգերի մշակման վրա՝ էներգիայի սպառումը կրճատելու և սարքավորումների կյանքի տևողությունը երկարացնելու համար: Վակուումային աղեղային վերահալման (VAR) տեխնոլոգիան խոստումնալից է մետաղի մաքրման համար47:
Գոտիային հալեցման տեխնոլոգիան զարգանում է դեպի ‌ավելի բարձր մաքրություն, ցածր արժեք և ավելի լայն կիրառելիություն‌՝ ամրապնդելով իր դերը որպես կիսահաղորդիչների, վերականգնվող էներգիայի և օպտոէլեկտրոնիկայի անկյունաքար‌։