La începutul secolului al XX-lea, principiile științei și tehnologiei moderne au fost utilizate continuu pentru a controla procesul de creștere a cristalelor, iar creșterea cristalelor a început să evolueze de la artă la știință. Mai ales din anii 1950, dezvoltarea materialelor semiconductoare, reprezentate de siliciul monocristal, a promovat dezvoltarea teoriei și tehnologiei creșterii cristalelor. În ultimii ani, dezvoltarea unei varietăți de semiconductori compuși și a altor materiale electronice, materiale optoelectronice, materiale optice neliniare, materiale supraconductoare, materiale feroelectrice și materiale metalice monocristaline a condus la o serie de probleme teoretice. Și sunt formulate cerințe din ce în ce mai complexe pentru tehnologia de creștere a cristalelor. Cercetarea privind principiile și tehnologia creșterii cristalelor a devenit din ce în ce mai importantă și a devenit o ramură importantă a științei și tehnologiei moderne.
În prezent, creșterea cristalelor a format treptat o serie de teorii științifice, care sunt utilizate pentru a controla procesul de creștere a cristalelor. Cu toate acestea, acest sistem teoretic nu este încă perfect și există încă multe aspecte care depind de experiență. Prin urmare, creșterea artificială a cristalelor este în general considerată o combinație între măiestrie și știință.
Prepararea cristalelor complete necesită următoarele condiții:
1. Temperatura sistemului de reacție trebuie controlată uniform. Pentru a preveni suprarăcirea sau supraîncălzirea locală, aceasta va afecta nucleația și creșterea cristalelor.
2. Procesul de cristalizare ar trebui să fie cât mai lent posibil pentru a preveni nucleația spontană. Deoarece odată ce are loc nucleația spontană, se vor forma multe particule fine care vor împiedica creșterea cristalului.
3. Corelați viteza de răcire cu rata de nucleație și creștere a cristalelor. Cristalele cresc uniform, nu există gradient de concentrație în cristale, iar compoziția nu deviază de la proporționalitatea chimică.
Metodele de creștere a cristalelor pot fi clasificate în patru categorii în funcție de tipul fazei lor de bază, și anume creșterea în stare topită, creșterea în soluție, creșterea în fază de vapori și creșterea în fază solidă. Aceste patru tipuri de metode de creștere a cristalelor au evoluat în zeci de tehnici de creștere a cristalelor cu modificări ale condițiilor de control.
În general, dacă întregul proces de creștere a cristalelor este descompus, acesta ar trebui să includă cel puțin următoarele procese de bază: dizolvarea substanței dizolvate, formarea unității de creștere a cristalelor, transportul unității de creștere a cristalelor în mediul de creștere, creșterea cristalelor. Mișcarea și combinarea elementului pe suprafața cristalului și tranziția interfeței de creștere a cristalului, astfel încât să se realizeze creșterea cristalului.
Data publicării: 07 dec. 2022