Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores

El objetivo de este trabajo es introducir y resolver numéricamente el modelo matemático para el comportamiento del líquido semiconductor en el proceso Czochralski de obtención de cristales semicondutores bajo la acción de un campo magnético. Dicho modelo corresponde a las ecuaciones de la Magnetohid...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Hernández Silva, Noel, Codina, Ramon|||0000-0002-7412-778X
Tipo de recurso: artículo
Fecha de publicación:2010
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:español
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/77303
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/77303
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Finite element method
Magnetohydrodynamics
Semiconductors
Elements finits, Mètode dels
Magnetohidrodinàmica
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica::Mètodes en elements finits
id ES_02f97bd09d9ef4cd5f65db8a0d297d3a
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/77303
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductoresNumerical resolution of the magnetohydrodynamics equations for the Czochralski process to obtain semiconductor crystalsHernández Silva, NoelCodina, Ramon|||0000-0002-7412-778XFinite element methodMagnetohydrodynamicsSemiconductorsElements finits, Mètode delsMagnetohidrodinàmicaSemiconductorsÀrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica::Mètodes en elements finitsEl objetivo de este trabajo es introducir y resolver numéricamente el modelo matemático para el comportamiento del líquido semiconductor en el proceso Czochralski de obtención de cristales semicondutores bajo la acción de un campo magnético. Dicho modelo corresponde a las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica. La resolución numérica de este modelo matemático presenta dificultades importantes debido a que en él están involucrados fenómenos de Mecánica de Fluidos, Electromagnetismo y Transferencia de Calor. Para la resolución numérica de este modelo se emplea un método de elementos finitos estabilizado basado en la versión algebraica de las subescalas de malla, lo cual permite satisfacer tanto la condición de divergencia nula sobre la velocidad del fluido como la condición de divergencia nula sobre el campo magnético además de evitar oscilaciones numéricas. El esquema usado en este trabajo está basado en el esquema propuesto en (1). El esquema de elementos finitos antes mencionado se aplica al ejemplo numérico propuesto por Bückle (2). Dicho ejemplo es la comparación numérica más extendida para el proceso de Czochralski. Los casos analizados en este trabajo sólo difieren de los propuestos por Bückle en el hecho de que se les ha añadido un campo magnético . El empleo de campos magnéticos en el proceso de Czochralski está encaminado a reducir y eliminar las perturbaciones en el fluido que pudieran dar origen a defectos en el cristal semiconductor.The objective of this work is to introduce and numerically solve the mathematical model for the bahavior of liquid semiconductors in the Czochralski process to obtain semiconductor crystals under the influence of a magnetic field. Such model is framed within the Magnetohydrodynamics equations. The numerical solution of this mathematical model presents important difficulties due to the involvement of phenomena from Fluid Mechanics, Electromagnetism and Heat Transfer. In order to numerically solve this model a stabilized finite element approximation based on tha algebraic version of a subgrid scale model in used. This approach makes possible to satisfy the free divergence condition over the velocity of the fluid together with the free divergence condition over the magnetic field and also to avoid numerical oscillations. The numerical scheme used in this work is based on the scheme proposed in (1). This numerical scheme is applied to the numerical benchmark proposed by Bückle (2). Such example is the most common numerical benchmark for the Czochralski process. The cases analysed in this work only differ from those proposed by Bückle in the fact that a magnetic field has been added. The use of magnetic fields in the Czochralski process is headed to diminish and suppress the perrturbations inthe liquid which can originate defects in the semiconductor cristal.Peer ReviewedUniversitat Politècnica de Catalunya. CIMNE20102010-01-0120152015-10-02journal articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501NAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/77303reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Españolspaopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/773032026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
Numerical resolution of the magnetohydrodynamics equations for the Czochralski process to obtain semiconductor crystals
title Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
spellingShingle Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
Hernández Silva, Noel
Finite element method
Magnetohydrodynamics
Semiconductors
Elements finits, Mètode dels
Magnetohidrodinàmica
Semiconductors
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica::Mètodes en elements finits
title_short Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
title_full Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
title_fullStr Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
title_full_unstemmed Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
title_sort Resolución numérica de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica en el proceso Czochralski para la obtención de cristales semiconductores
dc.creator.none.fl_str_mv Hernández Silva, Noel
Codina, Ramon|||0000-0002-7412-778X
author Hernández Silva, Noel
author_facet Hernández Silva, Noel
Codina, Ramon|||0000-0002-7412-778X
author_role author
author2 Codina, Ramon|||0000-0002-7412-778X
author2_role author
dc.subject.none.fl_str_mv Finite element method
Magnetohydrodynamics
Semiconductors
Elements finits, Mètode dels
Magnetohidrodinàmica
Semiconductors
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica::Mètodes en elements finits
topic Finite element method
Magnetohydrodynamics
Semiconductors
Elements finits, Mètode dels
Magnetohidrodinàmica
Semiconductors
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica::Mètodes en elements finits
description El objetivo de este trabajo es introducir y resolver numéricamente el modelo matemático para el comportamiento del líquido semiconductor en el proceso Czochralski de obtención de cristales semicondutores bajo la acción de un campo magnético. Dicho modelo corresponde a las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica. La resolución numérica de este modelo matemático presenta dificultades importantes debido a que en él están involucrados fenómenos de Mecánica de Fluidos, Electromagnetismo y Transferencia de Calor. Para la resolución numérica de este modelo se emplea un método de elementos finitos estabilizado basado en la versión algebraica de las subescalas de malla, lo cual permite satisfacer tanto la condición de divergencia nula sobre la velocidad del fluido como la condición de divergencia nula sobre el campo magnético además de evitar oscilaciones numéricas. El esquema usado en este trabajo está basado en el esquema propuesto en (1). El esquema de elementos finitos antes mencionado se aplica al ejemplo numérico propuesto por Bückle (2). Dicho ejemplo es la comparación numérica más extendida para el proceso de Czochralski. Los casos analizados en este trabajo sólo difieren de los propuestos por Bückle en el hecho de que se les ha añadido un campo magnético . El empleo de campos magnéticos en el proceso de Czochralski está encaminado a reducir y eliminar las perturbaciones en el fluido que pudieran dar origen a defectos en el cristal semiconductor.
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010
2010-01-01
2015
2015-10-02
dc.type.none.fl_str_mv journal article
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
format article
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/77303
url https://hdl.handle.net/2117/77303
dc.language.none.fl_str_mv Español
spa
language_invalid_str_mv Español
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya. CIMNE
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya. CIMNE
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869402693971214336
score 15,300724