乱流混合対流振動場における低プラントル流体のカオス的挙動の解明

湍流混合对流振荡场中低普朗特流体混沌行为的阐明

• 批准号: 08750240
• 负责人: 岩本 光生
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750240/
• 关键词: チョクラルスキー法; 振動流; 低プラントル流体

本研究では液体金属などの低プラント流体中に生じる、自然対流と強制対流の共存する混合対流振動場における振動的な流れについて検討を行った。具体的には半導体基板材料となるシリコン単結晶などの作成に用いられているチョクラルスキー法においての、融液中の流れ場の変化による温度振動を実験的に測定した。チョクラルスキー法ではルツボ内融液中に、結晶棒などの回転による強制対流と、結晶棒とルツボとの温度差による自然対流が共存し複雑な流れとなっている。このとき融液中に発生する振動流の発生機構を明らかとするため、幾つかの直径の異なるルツボを用い、融液内の振動場の測定を行った。実験は直径36mm(Case A: Gr=2x10^7)と直径76mm(Case B: Gr=5.5x10^7)のルツボを用い、実験材料としてスズ(Pr=0.0140)を用いた。結晶棒の直径はルツボ径の半分、融液深さはルツボ径と同じとし、ルツボが静止した状態で結晶回転数のみを変化させ、この時の融液内温度の変化を融液中に設置した直径0.5mmのシース熱電対により測定し、測定データをFFT解析した。まず結晶回転数が小さい自然対流支配の場合では、温度振幅0.1K程度の短周期の変動が見られるのみであったが、結晶回転数を増していくと、周期的な振動流がCaseAの場合でGr/Re^2=18、Case Bの場合でGr/Re^2=6付近より見られ、どちらも結晶回転数を増すに従い融液内温度振動周期は減少した。このときの振動周期のピークはCase Aで230秒、Case Bで592秒となった。現在またルツボ径120mm、200mm等での実験を行っており、これらを比較することにより現在工業的に行われているCz法結晶成長の大口径化に対応した、融液流れの振動特性の基礎データを築くことが可能となる。

This study focuses on the use of liquid metal low-pressure materials in the fluid, natural flow, and forced flow. The coexistence of the flow is the flow of the mixed flow vibration field, the flow of the flow, and the vibration of the flow. Specific semiconductor substrate material, となるシリコンじcrystalline などの, is made of いられているチョクThe ラルスキー method is used to measure the temperature vibration of the flow field in the melt. The チョクラルスキー法ではルツボin the melt, the crystallized rod などの転による forced to flow と, the temperature difference of the crystallized rod is the same as the natural flow of the coexistence of the natural flow of the crystal rod.このときに発生する Vibration flow の発生Mechanism を明らかとするため, a few The diameter of the diameter is different and the vibration field in the molten liquid is used to measure the vibration field.実験は diameter 36mm (Case A: Gr=2x10^7) and 76mm diameter (Case B: Gr=5.5x10^7) are used. The 実験 material is としてスズ (Pr=0.0140). The diameter of the crystallized rod is half a minute, the depth of the melt is the same as the diameter of the crystal, and the solid state is still and the number of crystallization is changed. The temperature inside the molten liquid was changed and the temperature inside the molten liquid was changed. The temperature of the molten liquid was set in the molten liquid and the thermoelectric thermoelectric tester with a diameter of 0.5mm was used for measurement and measurement using FFT analysis. The number of crystallization returns is small, the natural convection current is controlled, and the temperature amplitude is about 0.1K, which is a short period of time.ったが, crystallization number を廢していくと, periodic oscillation flow がCaseA case でGr/Re^2=18, Case In the case of B, Gr/Re^2=6, the number of crystallization cycles is reduced, and the temperature vibration cycle in the melt is reduced. The vibration period of Case A is 230 seconds, and the vibration period of Case B is 592 seconds. Nowadays, またルツボ diameter is 120mm, 200mm, etc. での実験を行っており, これらをComparative することによりNowadays industrial にThe large-diameter crystal growth of the Cz method and the vibration characteristics of the melt flow are based on the basic structure of the Cz method.