Στις αρχές του εικοστού αιώνα, οι αρχές της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας χρησιμοποιούνταν συνεχώς για τον έλεγχο της διαδικασίας ανάπτυξης κρυστάλλων και η ανάπτυξη κρυστάλλων άρχισε να εξελίσσεται από την τέχνη στην επιστήμη. Ειδικά από τη δεκαετία του 1950, η ανάπτυξη ημιαγωγικών υλικών που αντιπροσωπεύονται από μονοκρυσταλλικό πυρίτιο έχει προωθήσει την ανάπτυξη της θεωρίας και της τεχνολογίας ανάπτυξης κρυστάλλων. Τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξη μιας ποικιλίας σύνθετων ημιαγωγών και άλλων ηλεκτρονικών υλικών, οπτοηλεκτρονικών υλικών, μη γραμμικών οπτικών υλικών, υπεραγώγιμων υλικών, σιδηροηλεκτρικών υλικών και μεταλλικών μονοκρυσταλλικών υλικών έχει οδηγήσει σε μια σειρά θεωρητικών προβλημάτων. Και όλο και πιο σύνθετες απαιτήσεις προβάλλονται για την τεχνολογία ανάπτυξης κρυστάλλων. Η έρευνα σχετικά με την αρχή και την τεχνολογία της ανάπτυξης κρυστάλλων έχει αποκτήσει ολοένα και μεγαλύτερη σημασία και έχει γίνει ένας σημαντικός κλάδος της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας.
Προς το παρόν, η ανάπτυξη κρυστάλλων έχει σταδιακά διαμορφώσει μια σειρά από επιστημονικές θεωρίες, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της διαδικασίας ανάπτυξης κρυστάλλων. Ωστόσο, αυτό το θεωρητικό σύστημα δεν είναι ακόμη τέλειο και εξακολουθεί να υπάρχει μεγάλο μέρος του περιεχομένου που εξαρτάται από την εμπειρία. Επομένως, η τεχνητή ανάπτυξη κρυστάλλων θεωρείται γενικά ως ένας συνδυασμός δεξιοτεχνίας και επιστήμης.
Η παρασκευή πλήρων κρυστάλλων απαιτεί τις ακόλουθες συνθήκες:
1. Η θερμοκρασία του συστήματος αντίδρασης θα πρέπει να ελέγχεται ομοιόμορφα. Προκειμένου να αποφευχθεί η τοπική υπερψύξη ή υπερθέρμανση, αυτό θα επηρεάσει τον σχηματισμό πυρήνων και την ανάπτυξη των κρυστάλλων.
2. Η διαδικασία κρυστάλλωσης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο αργή για να αποφευχθεί η αυθόρμητη πυρήνωση. Επειδή μόλις συμβεί αυθόρμητη πυρήνωση, θα σχηματιστούν πολλά λεπτά σωματίδια που θα εμποδίσουν την ανάπτυξη κρυστάλλων.
3. Αντιστοιχίστε τον ρυθμό ψύξης με τον σχηματισμό πυρήνων και τον ρυθμό ανάπτυξης των κρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι αναπτύσσονται ομοιόμορφα, δεν υπάρχει διαβάθμιση συγκέντρωσης στους κρυστάλλους και η σύνθεση δεν αποκλίνει από τη χημική αναλογικότητα.
Οι μέθοδοι ανάπτυξης κρυστάλλων μπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερις κατηγορίες ανάλογα με τον τύπο της αρχικής τους φάσης, δηλαδή ανάπτυξη σε τήγμα, ανάπτυξη σε διάλυμα, ανάπτυξη σε αέρια φάση και ανάπτυξη σε στερεά φάση. Αυτοί οι τέσσερις τύποι μεθόδων ανάπτυξης κρυστάλλων έχουν εξελιχθεί σε δεκάδες τεχνικές ανάπτυξης κρυστάλλων με αλλαγές στις συνθήκες ελέγχου.
Γενικά, εάν ολόκληρη η διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων αποσυντεθεί, θα πρέπει να περιλαμβάνει τουλάχιστον τις ακόλουθες βασικές διεργασίες: διάλυση της διαλυμένης ουσίας, σχηματισμό μονάδας ανάπτυξης κρυστάλλων, μεταφορά της μονάδας ανάπτυξης κρυστάλλων στο μέσο ανάπτυξης, ανάπτυξη κρυστάλλων. Η κίνηση και ο συνδυασμός του στοιχείου στην επιφάνεια του κρυστάλλου και η μετάβαση της διεπαφής ανάπτυξης κρυστάλλων, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η ανάπτυξη κρυστάλλων.
Ώρα δημοσίευσης: 07-12-2022