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单晶材料的制备

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单晶材料的制备

发布日期:2015-12-16 00:00 来源:http://www.ddxdf.com 点击:

单晶材料单晶材料的制备也称为晶体的生长,是将物质的非晶态、多晶态或能够形成该物质的反应物通过一定的化学的手段转变为单晶的过程。首先将结晶的物质通过熔化或溶解方式转变成熔体或溶液。再控制其热力学条件生成晶相,并让其长大。随着晶体生长学科理论和实践的快速发展,晶体生长手段也日新月异。单晶的制备方法通常可以分为熔体生长、溶液生长和相生长等。 


晶体生长是发生在固-液(或晶-液)界面上。通常为保证晶体粒生长只需使固-液界面附近很小区域熔体处于过冷态,绝大部分熔体处于过热态(温度高于Te )。已生长出的晶体温度又需低于Te。就是说整个体系由熔体到晶体的温度由过热向过冷变化。过热与过冷区的界面为等温区。此面与晶体生长界面间的熔体为过冷熔体。且过冷度沿晶体生长反方向逐渐增大。晶体的温度低。这种由晶体到熔体方向存在的温度梯度是热量输运的必要条件。热量由熔体经生长面传向晶体,并由其转出。


晶体生长的充分条件:(dT/dz)c一定、(dT/dz)m为零时,整个区域熔体处于过冷态,晶体生长速率大。对于一定结晶物质,过冷度一定时,决定晶体生长速率的主要因素是晶体与熔体温度梯度(dT/dz)c与(dT/dz)m的相对大小。只有晶体温度梯度增大,熔体温度梯度减少,才能提高晶体生长速度。需指出:晶体生长速度并非越大越好,太大会出现不完全生长,影响质量。


均 匀 性: 晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。


各向异性: 晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。


固定熔点: 晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。


规则外形: 理想环境中生长的晶体应为凸多边形。


对 称 性: 晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

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