Aan het begin van de twintigste eeuw werden de principes van moderne wetenschap en technologie continu gebruikt om het kristalgroeiproces te beheersen, en kristalgroei begon zich te ontwikkelen van kunst naar wetenschap. Vooral sinds de jaren vijftig heeft de ontwikkeling van halfgeleidermaterialen, vertegenwoordigd door monokristallijn silicium, de ontwikkeling van theorie en technologie voor kristalgroei bevorderd. In de afgelopen jaren heeft de ontwikkeling van diverse samengestelde halfgeleiders en andere elektronische materialen, opto-elektronische materialen, niet-lineaire optische materialen, supergeleidende materialen, ferro-elektrische materialen en metalen monokristalmaterialen geleid tot een reeks theoretische problemen. Er worden steeds complexere eisen gesteld aan de kristalgroeitechnologie. Het onderzoek naar het principe en de technologie van kristalgroei is steeds belangrijker geworden en is een belangrijke tak van moderne wetenschap en technologie geworden.
Tegenwoordig heeft kristalgroei geleidelijk een reeks wetenschappelijke theorieën gevormd, die gebruikt worden om het kristalgroeiproces te beheersen. Dit theoretische systeem is echter nog niet perfect en veel is nog steeds afhankelijk van ervaring. Kunstmatige kristalgroei wordt daarom over het algemeen beschouwd als een combinatie van vakmanschap en wetenschap.
Voor de bereiding van volledige kristallen zijn de volgende voorwaarden nodig:
1. De temperatuur van het reactiesysteem moet gelijkmatig worden geregeld. Om lokale oververhitting of afkoeling te voorkomen, zal dit de nucleatie en groei van kristallen beïnvloeden.
2. Het kristallisatieproces moet zo langzaam mogelijk verlopen om spontane nucleatie te voorkomen. Want zodra spontane nucleatie optreedt, worden er veel fijne deeltjes gevormd die de kristalgroei belemmeren.
3. Zorg ervoor dat de koelsnelheid overeenkomt met de kristalkernvorming en -groeisnelheid. De kristallen groeien gelijkmatig, er is geen concentratiegradiënt in de kristallen en de samenstelling wijkt niet af van de chemische evenredigheid.
Kristalgroeimethoden kunnen worden ingedeeld in vier categorieën, afhankelijk van het type van hun moederfase: smeltgroei, oplossingsgroei, dampfasegroei en vastefasegroei. Deze vier soorten kristalgroeimethoden hebben zich ontwikkeld tot tientallen kristalgroeitechnieken met veranderingen in de controleomstandigheden.
Over het algemeen geldt dat als het hele proces van kristalgroei wordt ontleed, het op zijn minst de volgende basisprocessen moet omvatten: oplossen van opgeloste stof, vorming van kristalgroei-eenheid, transport van kristalgroei-eenheid in groeimedium, kristalgroei De beweging en combinatie van het element op het kristaloppervlak en de overgang van de kristalgroei-interface, om zo de kristalgroei te realiseren.
Plaatsingstijd: 07-12-2022