صهر نطاقي
[[ملف:Zone refining-ar.svg|تصغير|رسم توضيحي يظهر التنقية المناطقية.<ref name=":0">{{استشهاد بويكي بيانات|Q113378673|الصفحة=591}}</ref>]]
[[ملف:Float-zone crystal growth process.svg|يسار|تصغير|رسم توضيحي يظهر عملية الصهر النطاقي؛ يتحرك السائل من اليسار إلى اليمين خلال الانصهار أثناء عملية نمو البلورة في نطاق التعويم.]]
[[ملف:Si-crystal floatingzone.jpg|تصغير|upright=.8|بلورة السيليكون في بداية عملية النمو]]

'''الصهر النطاقي''' أو '''التنقية المناطقية'''<ref name=":0" /> ([[لقب|يطلق عليه أيضاً]]: التطويف النطاقي، التنقية النطاقية) هو مجموعة من الطرق والعمليات المستخدمة من أجل إنتاج [[بلورة أحادية|بلورات أحادية]] عالية النقاوة. تستخدم هذه العملية بشكل كبير في صناعة [[شبه موصل|أشباه الموصلات]] في مجال [[ترانزستور|الترانزستور]].

طورت هذه العملية من قبل وليام غاردنر بفان {{إنج|William Gardner Pfann}} في [[مختبرات بل]] بين سنتي 1950 و 1951. استخدمت هذه العملية في البداية من أجل الحصول على عنصر [[جرمانيوم|الجرمانيوم]] عالي النقاوة، بعد ذلك أصبح بالإمكان تطبيق العملية على أي نظام [[محلول]]-[[مذيب|مُحلّ]] لديه فرق معتبر في التركيز بين الطورين الصلب والسائل عند التوازن.<ref>[http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_6/advanced/t6_1_3.html نمو البلورات بالصهر النطاقي - جامعة كيل] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170724165354/http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_6/advanced/t6_1_3.html |date=24 يوليو 2017}}</ref>

== المبدأ ==
يعتمد مبدأ الصهر النطاقي على حقيقة أن الشوائب تميل للوجود في الحالة [[انصهار|المنصهرة]] منها في الحالة الصلبة، بالتالي فإنه في حالة وجود توازن بين الطورين السائل والصلب، فإن الشوائب تنتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

على سبيل المثال ففي [[سيليكون|السيليكون]] تبلغ قيمة [[معامل التقسيم|معامل التوزيع]] بالنسبة [[بورون|للبورون]] 0.8، في حين أنها [[حديد|للحديد]] 0.000007، بالتالي فإن البورون يصعب عزله عن السيليكون، على العكس من الحديد، الذي يسهل فصله.

== وصف الطريقة ==
تمرر [[بلورة مخلقة]] من خلال مقطع ضيق في الفرن بشكل بطيء، بحيث تنصهر منطقة صغيرة من المكورة دوماً، بالتالي فإن الشوائب ستتجمع وتنعزل في نهاية [[صبة|الصبة]]. بسبب عدم وجود شوائب كثيرة في المنطقة المتبقية والتي تتصلب، فإن المكورة المنصهرة يمكن أن تنمو كبلورة أحادية تامة، في حال وجود [[نواة تبلور|بذرة بلورة]] Seed crystal عند القاعدة من أجل تحفيز نمو موجّه للبلورة. تعاد هذه العملية وتكرر في حال الرغبة في الحصول على نقاوة عالية جداً، كما تتطلب صناعة أشباه الموصلات.

يمكن إجراء عملية [[إشابة]] متجانسة في البلورة الأحادية بعملية تسمى تسوية نطاقية، حيث توزع الشائبة المواد وضعها بشكل متجانس على طول المادة النقية، التي تكون موجودة على هيئة بلورة أحادية. تستخدم هذه الطريقة في صناعة أشباه موصلات [[ثنائي المساري|الصمامات الثنائية]]، فعلى سبيل المثال، بعد الحصول على صبة عالية النقاوة من [[جرمانيوم|الجرمانيوم]] بأسلوب التنقية النطاقية، تضاف كمية قليلة من [[إثمد|الأنتيموان]] في المنطقة المنصهرة، حيث تتوزع هذه الكمية مع مراعاة استخدام معدل تسخين ملائم.

== انظر أيضا ==
* [[تسخين بالحث الكهرومغناطيسي|تسخين بالتحريض]]

== المراجع ==
{{مراجع}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|الكيمياء|صناعة}}

{{لا للتصنيف المعادل}}

[[تصنيف:تصنيع أجهزة أشباه الموصلات]]
[[تصنيف:عمليات صناعية]]
يسار|تصغير|رسم توضيحي يظهر عملية الصهر النطاقي؛ يتحرك السائل من اليسار إلى اليمين خلال الانصهار أثناء عملية نمو البلورة في نطاق التعويم.
تصغير|upright=.8|بلورة السيليكون في بداية عملية النمو

الصهر النطاقي أو التنقية المناطقية (يطلق عليه أيضاً: التطويف النطاقي، التنقية النطاقية) هو مجموعة من الطرق والعمليات المستخدمة من أجل إنتاج بلورات أحادية عالية النقاوة. تستخدم هذه العملية بشكل كبير في صناعة أشباه الموصلات في مجال الترانزستور.

طورت هذه العملية من قبل وليام غاردنر بفان  في مختبرات بل بين سنتي 1950 و 1951. استخدمت هذه العملية في البداية من أجل الحصول على عنصر الجرمانيوم عالي النقاوة، بعد ذلك أصبح بالإمكان تطبيق العملية على أي نظام محلول-مُحلّ لديه فرق معتبر في التركيز بين الطورين الصلب والسائل عند التوازن.نمو البلورات بالصهر النطاقي - جامعة كيل 

 المبدأ 
يعتمد مبدأ الصهر النطاقي على حقيقة أن الشوائب تميل للوجود في الحالة المنصهرة منها في الحالة الصلبة، بالتالي فإنه في حالة وجود توازن بين الطورين السائل والصلب، فإن الشوائب تنتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

على سبيل المثال ففي السيليكون تبلغ قيمة معامل التوزيع بالنسبة للبورون 0.8، في حين أنها للحديد 0.000007، بالتالي فإن البورون يصعب عزله عن السيليكون، على العكس من الحديد، الذي يسهل فصله.

 وصف الطريقة 
تمرر بلورة مخلقة من خلال مقطع ضيق في الفرن بشكل بطيء، بحيث تنصهر منطقة صغيرة من المكورة دوماً، بالتالي فإن الشوائب ستتجمع وتنعزل في نهاية الصبة. بسبب عدم وجود شوائب كثيرة في المنطقة المتبقية والتي تتصلب، فإن المكورة المنصهرة يمكن أن تنمو كبلورة أحادية تامة، في حال وجود بذرة بلورة Seed crystal عند القاعدة من أجل تحفيز نمو موجّه للبلورة. تعاد هذه العملية وتكرر في حال الرغبة في الحصول على نقاوة عالية جداً، كما تتطلب صناعة أشباه الموصلات.

يمكن إجراء عملية إشابة متجانسة في البلورة الأحادية بعملية تسمى تسوية نطاقية، حيث توزع الشائبة المواد وضعها بشكل متجانس على طول المادة النقية، التي تكون موجودة على هيئة بلورة أحادية. تستخدم هذه الطريقة في صناعة أشباه موصلات الصمامات الثنائية، فعلى سبيل المثال، بعد الحصول على صبة عالية النقاوة من الجرمانيوم بأسلوب التنقية النطاقية، تضاف كمية قليلة من الأنتيموان في المنطقة المنصهرة، حيث تتوزع هذه الكمية مع مراعاة استخدام معدل تسخين ملائم.

 انظر أيضا 
 تسخين بالتحريض

 المراجع 

تصنيف:تصنيع أجهزة أشباه الموصلات
تصنيف:عمليات صناعية