На початку ХХ століття принципи сучасної науки і техніки постійно використовувалися для контролю процесу росту кристалів, і вирощування кристалів почало еволюціонувати від мистецтва до науки. Особливо з 1950-х років розвиток напівпровідникових матеріалів, представлених монокристалічним кремнієм, сприяв розвитку теорії та технології росту кристалів. В останні роки розробка різноманітних складних напівпровідників та інших електронних матеріалів, оптоелектронних матеріалів, нелінійних оптичних матеріалів, надпровідних матеріалів, сегнетоелектричних матеріалів та металевих монокристалічних матеріалів призвела до низки теоретичних проблем. І до технології вирощування кристалів висуваються все більш складні вимоги. Дослідження принципів і технології вирощування кристалів набуває все більшого значення та стало важливою галуззю сучасної науки і техніки.
Наразі вирощування кристалів поступово сформувало низку наукових теорій, які використовуються для контролю процесу росту кристалів. Однак ця теоретична система ще не є досконалою, і все ще існує багато змісту, який залежить від досвіду. Тому штучне вирощування кристалів зазвичай вважається поєднанням майстерності та науки.
Для приготування повних кристалів необхідні такі умови:
1. Температуру реакційної системи слід контролювати рівномірно. Щоб запобігти локальному переохолодженню або перегріву, це вплине на зародження та ріст кристалів.
2. Процес кристалізації має бути якомога повільнішим, щоб запобігти спонтанному зародженню. Оскільки після спонтанного зародження утворюється багато дрібних частинок, які перешкоджають росту кристалів.
3. Зіставте швидкість охолодження зі швидкістю зародження та росту кристалів. Кристали вирощуються рівномірно, у кристалах немає градієнта концентрації, а склад не відхиляється від хімічної пропорційності.
Методи вирощування кристалів можна класифікувати на чотири категорії залежно від типу їхньої материнської фази, а саме: ріст у розплаві, ріст у розчині, ріст у парофазній фазі та ріст у твердій фазі. Ці чотири типи методів вирощування кристалів еволюціонували в десятки методів вирощування кристалів зі змінами в умовах контролю.
Загалом, якщо розкласти весь процес росту кристалів, він повинен включати принаймні такі основні процеси: розчинення розчиненої речовини, утворення одиниці росту кристалів, транспортування одиниці росту кристалів у середовищі для росту, ріст кристалів. Рух та поєднання елемента на поверхні кристала та перехід межі росту кристалів, щоб здійснити ріст кристалів.
Час публікації: 07 грудня 2022 р.