Recherche Avancée

Thèse soutenue

Magnétohydrodynamique et ségrégation solutale en croissance Bridgman horizontale

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Auteur / Autrice : Thierry Alboussière
Direction : Jean-Paul Garandet, René Moreau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Lors de la croissance d'un monocristal d'un materiau semi-conducteur dope, la convection thermogravitaire dans la phase liquide perturbe le transfert de solute, entrainant des heterogeneites de concentration dans le solide forme. L'emploi d'un champ magnetique permanent permet de reduire les mouvements convectifs du bain conducteur de l'electricite et d'agir ainsi sur la segregation chimique. Dans un premier temps, une theorie asymptotique de la magnetohydrodynamique est reformulee pour qu'il soit possible de prendre en compte un terme de force thermogravitaire sous l'hypothese de boussinesq, dans une cavite de geometrie quelconque et sous un champ magnetique non uniforme quelconque lui aussi. Le role fondamental de certaines symetries eventuelles du probleme et leur implication au niveau de la structure asymptotique des solutions est mis en evidence et des champs de vitesse sont calcules dans des configurations de cristallogenese. La seconde partie de cette these est consacree a l'etude de la segregation solutale en croissance bridgman horizontale. Un dispositif experimental construit au cours de ce travail de recherche, brahms, a permis de montrer la diminution de la segregation axiale en presence d'un champ magnetique axial. Des modelisations numeriques et analytiques ont ete elaborees sur la base d'ecoulements calcules en premiere partie. Il est montre que, selon les valeurs de vitesse de solidification et de gradient thermique, le freinage electromagnetique du mouvement s'accompagne ou ne s'accompagne pas d'une reduction de la segregation