Zonsmältning är en reningsprocess för kristaller, särskilt de som används i halvledare, som använder värme för att trycka föroreningar från toppen av en kristall till botten av en kristall. När kristallen värms upp, dras föroreningarna till botten av kristallen och botten skärs av, vilket lämnar efter sig ett renat prov. Det finns två sätt att utföra zonsmältning, med värmezonen antingen stationär eller rörlig; båda kommer fram till liknande resultat. Zonraffinering är processen att utföra smältproceduren flera gånger, tills kristallen är helt renad.
För att starta zonsmältning placeras en kristall i en cylindrisk degel, med en frökristall som sticker ut från toppen. Frökristallen är huvuddelen som behöver renas, även om en del av de andra kristallerna också kommer att renas. En ugn förbereds sedan, med en smal värmezon nära mitten, och kristallen utsätts långsamt för värmezonen.
Det finns två huvudmetoder för att utföra en zonsmältningsprocess. I Bridgman-metoden rör sig den heta zonen mot degeln medan degeln är stationär. Stockbarger-metoden är den motsatta, med degeln som rör sig genom en värmezon. Även om de är fullständiga motsatser, gör båda samma sak.
När kristallen utsätts för värmezonen blir den smält. Detta tillåter föroreningar i kristallen att röra sig fritt, och de tenderar att röra sig mot den kallare delen som inte passerar genom värmezonen. För att tillåta alla föroreningar att röra sig, värms kristallen mycket långsamt, tills renheten dras in i basen av kristallen. Den nedre delen av kristallen sågas av och lämnar efter sig en renad kristall.
För att säkerställa att zonsmältningen blir framgångsrik används en process som kallas zonraffinering. Detta är samma sak som zonsmältning, men kristallen renas flera gånger. Genom att göra detta flera gånger till samma kristall kan arbetarna vara säkra på att kristallen är helt fri från föroreningar.
Denna reningsprocess görs i första hand till kristaller som används som halvledare, men den kan också användas i andra applikationer. Halvledare är delar som används inom teknik som har ledningsförmåga mellan en ledare och isolator. Om föroreningar finns kvar i kristallen, skulle de störa flödet av elektricitet, vilket gör kristallen antingen för ledande eller inte tillräckligt ledande.