Computerprogramme für Hochleistungsrechner und deren Anwendung zur Optimierung von Kristallzüchtungsprozessen

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Im Rahmen dieses Forschungsprojektes erfolgt die Weiterentwicklung eines Computercodes zur globalen Simulation von Prozessen zur Herstellung von Einkristallen in der Halbleiterindustrie. Numerische Simulationen von Kristallwachstumsprozessen erfordern aufgrund der komplexen, zeitabhängigen und oftmals auch turbulenten Strömungen genaue und effiziente numerische Methoden. Der Bereich der Schmelze kann wahlweise mit Finiten-Volumen oder mit einer genauen und effizienten Pseudospektral Methode diskretisiert werden, die umgebenden Bauteile sowie der Bereich der gff. vorhandenen Gasströmungen wird unter Verwendung des bereits existierenden Finite-Volumen Programms modelliert. Hierbei können sowohl die Wärmestrahlung in transparenten Medien als auch die Spannungen innerhalb der Festkörper berücksichtigt werden. Die Forschungsarbeiten betreffen die Weiterentwicklung der Pseudospektral Methode und die Modellierung der physikalischen Vorgänge sowie deren effiziente numerische Behandlung. Die hierzu notwendigen Algorithmen müssen entwickelt und implementiert werden. Die einzelnen Teilprogramme werden bereits zur Optimierung von CVD-Reaktoren und Kristallzüchtung mittels Vertical Gradient Freeze (VGF) Technik eingesetzt.