1. Pembimbing :
Edi Mikrianto.,S.Si.M.Si
Kelompok 2 :
Ahmad Nazemi J1B111013
Mutia Farida
J1B111006
Respiasi Martca P.
J1B111034
Noor Aliyah
J1B111050
Sri Kurniati
J1B111054
Tantriati
J1B111011

2. 
Pada dasarnya, ada tiga metode yang digunakan
dalam penumbuhan Kristal tunggal, yaitu: Metode
Pelelehan Daerah (Zone Melting), Metode Czochralski
(penarikan), dan Methode Bridgman. Diantara ketiga
metode itu, metode Czochralski (Pulling) yang lebih
terkenal digunakan dalam penumbuhan Kristal
tunggal. Didalam proses penumbuhan Kristal dengan
metode Czochralski, kristal ingot (seed) di control oleh
dua variable yaitu kecepatan panas (heating rate) dan
kecepatan tarikan (pulling speed)

3. Dinamika didalam proses penumbuhan Kristal
bergantung pada kecepatan tarikan, kecepatan rotasi
kristal, banyaknya perpindahan panas (heat transfer).
 Teknik
penumbuhan
Kristal
dengan
metode
Czochralski yaitu bahan diletakkan didalam krusibel
kemudian benih Kristal tunggal dan pemegang cristal
diputar dan diturunkan perlahan-lahan untuk
dicelupkan kepermukaan lelehan bahan, kemudian
ditarik keatas dengan arah putaran berlawanan dari
krusibel.


4. 

Bila lelehan ternyata berada pada bahan temperatur disekitar
titik lelehnya, maka lelehan akan menajdi beku (tersolidifikasi)
pada benih kristal tunggal ketika ditarik keatas. Atom-atom
yang membeku ini akan mengikuti struktur kristal dari benih
kristal tunggal tersebut.
Untuk mendapatkan kualitas kristal yang baik, diperlukan
pengontrolan yang lebih teliti terhadap kristal dan betuk
permukaan cairan kristal tersebut, karena selama proses
penumbuhan kristal tunggal, akan terjadi aliran konveksikonveksididalam cairan kristal.

5. Skematik alat untuk proses penumbuhan kristal tunggal dengan metode
Czochralski dapat dilihat pada gambar di atas.

6.  Tujuan
dari penulisan paper ini adalah untuk
menganalisa pengaruh dari kecepatan rotasi
kristal terhadap diameter kristal yang
dihasilkan dan bentuk permukaan cairan
(interface mell) selama proses penumbuhan
kristal dengan metode Czochralski.

7. Jenis aliran didalam Cairan ( melt ) Czochralski
Perlu diketahui bahwa, ada tiga jenis aliran yang terjadi didalam cairan CZ :
Buoyancy-driven, Marangoni dan konveksi paksa (forced Convection) oleh rotasi
kristal
Gambar 2. Gerakan laminar konveksi didalam cairan system Czokralski (a) Konveksi Buoyancy-driven (b)
Konveksi Marangoni (c) Konveksi paksa disebabkan rotasi kristal

8. Sedangkan pola aliran konveksi paksa akibat dari rotasi kristal yang terjadi dalam
sistem Czochralski dapat dilihat dalam gambar ini:
Gerakan fluida didalam sebuah system Czochralskii (a) pola gerakan ketika
kristal dan krusibel berotasi dengan arah sama (b) Gerakan ketika kristal dan
krusibel berotasi dengan arah berlawanan (c) situasi ketika gerakan konveksi
terjadi. Situasi ini diasumsikan krusibel tidak berotasi

9. 

Proses penumbuhan kristal dengan kecepatan rotasi yang
bervariasi,
memperlihatkan
bentuk-bentuk
/pola-pola
permukaan cairan yang mana dapat dijelaskan oleh gejala
hydrodinamika selama terjadi didalam cairan Czochralski
sistem.
Aliran pola-pola tersebut, menggambarkan aliran-aliran yang
terjadi didalam cairan Cz dan interaksinya. Pada saat
kecepatan rotasi kristal rendah, aliran-aliran bebas menurun
dibawah kristal menyebabkan bentuk cairan konvek.
Sedangkan pada saat kecepatan rotasi kristal tinggi, cairan
panas terserap keatas oleh rotasi kristal menyebabkan cairan
melengkung (black-melting) dan membentuk permukaan
cairan konkav.

10. 
Dengan memperkirakan dan memperhatikan kecepatan rotasi kristal, merupakan
hal yang sangat penting untuk menghindari terjadinya pembalikan dari bentuk
permukaan cairan. Hubungan ini dapat terlihat pada grafik dibawah ini.

11. 
Dari grafik tersebut terlihat bahwa hasil dari
perhitungan menunjukkan bahwa kecepatan kritikal
rotasi merupakan sebuah fungsi dari diameter kristal
d. Dengan kata lain kecepatan rotasi kristal akan
mempengaruhi bentuk kristal yang dihasilkannya.
Sehingga, semakin cepat kecepatan rotasi kristal
akan memperkecil diameter kristal yang dihasilkan,
demikian sebaliknya semakin rendah kecepatan
rotasi kristal akan semakin besar diameter kristal
yang dihasilkan.

12. 
Bentuk dari kristal/permukaan cairan pada proses penumbuhan kristal
dengan menggunkan metode Czochralski adalah tidak bergantung pada
tinggi cairan yang ada pada krusibel, tetapi dipengaruhi oleh kecepatan
rotasi kristal.

Kecepatan rotasi menyebabakan pembalikan dari bentuk permukaan
cairan bentuk konvek menjadi konkav. Gejala pembalikan ini terjadi
selama proses penumbuhan di dalam cairan Czochralski yang dapat
dijelaskan dengan penomena hydrodinamika.

Diameter kristal dan kecepatan rotasi kristal, gradient temperature cairan
dan jari-jari krusibel adalah merupakan faktor penting yang dapat
mempengaruhi pada proses penumbuhan kristal.