BridgmanVerfahren

Bridgman-Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung einkristalliner Festkörper durch gerichtete Kristallisation einer Schmelze in einem Temperaturgradienten. Benannt nach dem US-Physiker Percy Williams Bridgman wird eine Schmelze in einem Tiegel schrittweise durch eine Heizquelle geführt oder der Ofen so geführt, dass entlang des Tiegels ein stabiler Temperaturgradient entsteht. Üblicherweise dient ein eingesetzter Zuchtkristall (Seed) als Startpunkt des Kristallwachstums.

Es existieren vertikale und horizontale Varianten. Beim vertikalen Bridgman-Verfahren wird der Tiegel durch einen Heizofen bewegt, der einen Gradient entlang der Längsachse erzeugt. Die Bridgman-Stockbarger-Modifikation ergänzt das Prinzip um eine gezielt geformte Zuchtzone bzw. eine Seed-Anordnung, die eine kontrollierte, gerichtete Kristallbildung und eine bessere Orientierung ermöglicht.

Anwendungen: Das Verfahren wird vor allem für Materialien mit hohen Schmelzpunkten, Metalle, Legierungen, Halbleiter und Oxide genutzt, wenn eine gerichtete Kristallstruktur oder geringe Segregation gewünscht wird. Es eignet sich besonders für Forschung und industrielle Herstellung von Einkristallen, die durch andere Methoden schwer zugänglich sind.

Vorteile/Nachteile: Vorteile sind relative Einfachheit, Eignung für hochschmelzende Materialien und die Möglichkeit, Kristallwachstum in definierte Richtungen zu steuern. Nachteile umfassen langsamen Wachstumsprozess, potenzielle Kontamination durch den Tiegel, ungleichmäßige Temperaturgradienten und Begrenzungen der Kristallgröße aufgrund der erforderlichen Ziehgeschwindigkeit.