পলিসিলিকন কীভাবে গলানো হয়?

পলিসিলিকন একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা অপটোইলেকট্রনিক্স, সেমিকন্ডাক্টর, সৌর শক্তি এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পলিসিলিকন গলানোর প্রক্রিয়াটি এর গুণমান এবং কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিচে পলিসিলিকন গলানোর প্রক্রিয়াটি বর্ণনা করা হলো।

পলিসিলিকনের প্রধান কাঁচামাল হলো সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO2)। প্রথমে, সিলিকন ডাই অক্সাইডকে হ্রাস করে অপরিশোধিত সিলিকনে রূপান্তর করা হয়। সাধারণত, সিলিকন ডাই অক্সাইড এবং কার্বন পাউডারকে একটি উচ্চ-তাপমাত্রা চুল্লিতে হ্রাস করা হয়, যা সিলিকন ডাই অক্সাইড থেকে অক্সাইড অপসারণ করে এবং এর ফলে অপরিশোধিত সিলিকন উৎপন্ন হয়। এরপর পরিশোধনের মাধ্যমে উচ্চ-বিশুদ্ধতাসম্পন্ন পলিসিলিকন তৈরি করা হয়।

পলিসিলিকন সাধারণত আর্ক গলন বা বাষ্প-ফেজ গলন ব্যবহার করে গলানো হয়। আর্ক গলনে, অপরিশোধিত সিলিকনকে একটি বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসে গলানো হয়, যা বিদ্যুৎ ব্যবহার করে অত্যন্ত পরিবাহী পদার্থকে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে, যার ফলে সেগুলি গলে যায়। আর্ক গলন প্রক্রিয়ার সময়, অপরিশোধিত সিলিকনকে উত্তপ্ত করে গলানো হয়, তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করে পলিসিলিকন ক্রিস্টালে পরিণত করা হয়। ক্রিস্টালাইজেশন প্রক্রিয়ার সময়, আলোড়ন এবং ক্রিস্টাল টানার মাধ্যমে ক্রিস্টালের অমেধ্যতা কমানো যেতে পারে, যার ফলে উচ্চ-বিশুদ্ধতাসম্পন্ন পলিসিলিকন পাওয়া যায়।

পলিসিলিকনের বাষ্প-ফেজ গলনে, একটি সিলিকন-যুক্ত গ্যাস (সাধারণত সিলিকন ক্লোরাইড SiCl₄) উচ্চ তাপমাত্রায় হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে সিলিকন তৈরি করে। তাপমাত্রা এবং গ্যাসের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে, সিলিকন খণ্ডগুলি ধীরে ধীরে একটি সাবস্ট্রেটের উপর জমা হয়, যা অবশেষে একটি একক পলিসিলিকন ক্রিস্টাল তৈরি করে।

অন্য একটি পদ্ধতি হলো দ্রবণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পলিসিলিকন গলানো। এর মধ্যে অপরিশোধিত সিলিকনকে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণে স্থাপন করা হয়, যা উচ্চ তাপমাত্রায় রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটিয়ে পলিসিলিকন তৈরি করে।

পলিসিলিকন গলানোর প্রক্রিয়ার সময়, বিক্রিয়ার তাপমাত্রা, পরিবেশ, বিক্রিয়ার সময়, বিক্রিয়ার গতি এবং সংশ্লিষ্ট প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির উপর সতর্ক নিয়ন্ত্রণ রাখা অপরিহার্য, যাতে উৎপাদিত পলিসিলিকন সমস্ত প্রয়োজনীয়তা এবং প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য পূরণ করে। এছাড়াও, প্রক্রিয়া স্থিতিশীলতা এবং ধারাবাহিক প্রক্রিয়া পরামিতি নিশ্চিত করার জন্য উৎপাদন সরঞ্জামের রক্ষণাবেক্ষণ ও মেরামত করা অপরিহার্য।

সব মিলিয়ে, পলিসিলিকন গলানোর প্রক্রিয়াটি একটি জটিল ব্যবস্থা, যেখানে সমন্বিত শক্তি, উপাদান এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ জড়িত। উচ্চ-গুণমান এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতাসম্পন্ন পলিসিলিকন পণ্য উৎপাদনের জন্য সরঞ্জাম এবং প্রযুক্তির ব্যাপক অপটিমাইজেশন অপরিহার্য।