A principis del segle XX, els principis de la ciència i la tecnologia modernes s'utilitzaven contínuament per controlar el procés de creixement dels cristalls, i el creixement dels cristalls va començar a evolucionar de l'art a la ciència. Especialment des de la dècada de 1950, el desenvolupament de materials semiconductors representats pel silici monocristall ha promogut el desenvolupament de la teoria i la tecnologia del creixement dels cristalls. En els darrers anys, el desenvolupament d'una varietat de semiconductors compostos i altres materials electrònics, materials optoelectrònics, materials òptics no lineals, materials superconductors, materials ferroelèctrics i materials metàl·lics monocristalls ha donat lloc a una sèrie de problemes teòrics. I es presenten requisits cada cop més complexos per a la tecnologia del creixement dels cristalls. La investigació sobre el principi i la tecnologia del creixement dels cristalls ha adquirit cada cop més importància i s'ha convertit en una branca important de la ciència i la tecnologia modernes.
Actualment, el creixement dels cristalls ha anat formant gradualment una sèrie de teories científiques, que s'utilitzen per controlar el procés de creixement dels cristalls. Tanmateix, aquest sistema teòric encara no és perfecte i encara hi ha molt contingut que depèn de l'experiència. Per tant, el creixement artificial dels cristalls es considera generalment una combinació d'artesania i ciència.
La preparació de cristalls complets requereix les condicions següents:
1. La temperatura del sistema de reacció s'ha de controlar uniformement. Per evitar el refredament o el sobreescalfament local, això afectarà la nucleació i el creixement dels cristalls.
2. El procés de cristal·lització ha de ser el més lent possible per evitar la nucleació espontània. Perquè un cop es produeix la nucleació espontània, es formaran moltes partícules fines que dificultaran el creixement del cristall.
3. Feu coincidir la velocitat de refredament amb la nucleació i la velocitat de creixement del cristall. Els cristalls creixen uniformement, no hi ha gradient de concentració als cristalls i la composició no es desvia de la proporcionalitat química.
Els mètodes de creixement de cristalls es poden classificar en quatre categories segons el tipus de la seva fase original, és a dir, creixement en fase fosa, creixement en solució, creixement en fase de vapor i creixement en fase sòlida. Aquests quatre tipus de mètodes de creixement de cristalls han evolucionat en desenes de tècniques de creixement de cristalls amb canvis en les condicions de control.
En general, si tot el procés de creixement del cristall es descompon, hauria d'incloure com a mínim els processos bàsics següents: dissolució del solut, formació de la unitat de creixement del cristall, transport de la unitat de creixement del cristall en el medi de creixement, creixement del cristall. El moviment i la combinació de l'element a la superfície del cristall i la transició de la interfície de creixement del cristall, per tal de realitzar el creixement del cristall.
Data de publicació: 07-12-2022