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單晶材料的制備

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單晶材料的制備

發布日期:2015-12-16 00:00 來源:http://www.itsinmyway.com 點擊:

單晶材料單晶材料的制備也稱為晶體的生長,是將物質的非晶態、多晶態或能夠形成該物質的反應物通過一定的化學的手段轉變為單晶的過程。首先將結晶的物質通過熔化或溶解方式轉變成熔體或溶液。再控制其熱力學條件生成晶相,并讓其長大。隨著晶體生長學科理論和實踐的快速發展,晶體生長手段也日新月異。單晶的制備方法通常可以分為熔體生長、溶液生長和相生長等。 


晶體生長是發生在固-液(或晶-液)界面上。通常為保證晶體粒生長只需使固-液界面附近很小區域熔體處于過冷態,絕大部分熔體處于過熱態(溫度高于Te )。已生長出的晶體溫度又需低于Te。就是說整個體系由熔體到晶體的溫度由過熱向過冷變化。過熱與過冷區的界面為等溫區。此面與晶體生長界面間的熔體為過冷熔體。且過冷度沿晶體生長反方向逐漸增大。晶體的溫度低。這種由晶體到熔體方向存在的溫度梯度是熱量輸運的必要條件。熱量由熔體經生長面傳向晶體,并由其轉出。


晶體生長的充分條件:(dT/dz)c一定、(dT/dz)m為零時,整個區域熔體處于過冷態,晶體生長速率大。對于一定結晶物質,過冷度一定時,決定晶體生長速率的主要因素是晶體與熔體溫度梯度(dT/dz)c與(dT/dz)m的相對大小。只有晶體溫度梯度增大,熔體溫度梯度減少,才能提高晶體生長速度。需指出:晶體生長速度并非越大越好,太大會出現不完全生長,影響質量。


均 勻 性: 晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。


各向異性: 晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。


固定熔點: 晶體具有周期性結構,熔化時,各部分需要同樣的溫度。


規則外形: 理想環境中生長的晶體應為凸多邊形。


對 稱 性: 晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。

單晶材料


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