El método Bridgman-Stockbarger , o técnica Bridgman-Stockbarger , lleva el nombre del físico Percy Williams Bridgman (1882-1961) y del físico Donald C. Stockbarger (1895-1952). El método incluye dos técnicas similares pero distintas que se utilizan principalmente para cultivar bolas (lingotes monocristalinos), pero que también se pueden utilizar para solidificar lingotes policristalinos .
Los métodos implican calentar material policristalino por encima de su punto de fusión y enfriarlo lentamente desde un extremo de su recipiente, donde se encuentra un cristal semilla . Sobre la semilla crece un monocristal de la misma orientación cristalográfica que el material de la semilla y se forma progresivamente a lo largo del recipiente. El proceso se puede llevar a cabo en orientación horizontal o vertical y normalmente implica un crisol/ampolla giratorio para agitar la masa fundida. [1]
El método Bridgman es una forma popular de producir ciertos cristales semiconductores como el arseniuro de galio , para los cuales el método Czochralski es más difícil. El proceso puede producir de forma fiable lingotes monocristalinos, pero no necesariamente da como resultado propiedades uniformes en todo el cristal. [1]
La diferencia entre la técnica Bridgman [2] y la técnica Stockbarger [3] es sutil: mientras ambos métodos utilizan un gradiente de temperatura y un crisol en movimiento, la técnica Bridgman utiliza el gradiente relativamente incontrolado producido a la salida del horno; La técnica de Stockbarger introduce un deflector o estante que separa dos hornos acoplados con temperaturas por encima y por debajo del punto de congelación. La modificación de Stockbarger de la técnica Bridgman permite un mejor control sobre el gradiente de temperatura en la interfaz fusión/cristal.
Cuando no se emplean cristales semilla como se describe anteriormente, se pueden producir lingotes policristalinos a partir de una materia prima que consiste en varillas, trozos o cualquier pieza de forma irregular una vez que se funden y se les permite volver a solidificarse. La microestructura resultante de los lingotes así obtenidos es característica de metales y aleaciones solidificados direccionalmente con sus granos alineados.
Una variante de la técnica conocida como método de solidificación direccional horizontal ( HDSM ) desarrollada por Khachik Bagdasarov ( ruso : Хачик Багдасаров ) a partir de la década de 1960 en la Unión Soviética. Utiliza un crisol de fondo plano hecho de molibdeno con paredes laterales cortas en lugar de una ampolla cerrada , y se ha utilizado para cultivar varios cristales de óxido grandes, incluido Yb:YAG (un cristal anfitrión del láser), [4] y cristales de zafiro de 45 cm de ancho. y más de 1 metro de largo. [5] La calidad de los cristales cultivados con HDSM difiere de los cultivados con el método Czochralski . [ ¿cómo? ]