A principios del siglo XX, los principios de la ciencia y la tecnología modernas se utilizaban continuamente para controlar el proceso de crecimiento de cristales, y este comenzó a evolucionar de un arte a una ciencia. Especialmente desde la década de 1950, el desarrollo de materiales semiconductores, representados por el silicio monocristalino, ha impulsado el desarrollo de la teoría y la tecnología del crecimiento de cristales. En los últimos años, el desarrollo de diversos semiconductores compuestos y otros materiales electrónicos, materiales optoelectrónicos, materiales ópticos no lineales, materiales superconductores, materiales ferroeléctricos y materiales monocristalinos metálicos, ha generado una serie de problemas teóricos. A medida que se plantean requisitos cada vez más complejos para la tecnología de crecimiento de cristales, la investigación sobre los principios y la tecnología del crecimiento de cristales ha cobrado una importancia creciente y se ha convertido en una rama importante de la ciencia y la tecnología modernas.
Actualmente, el crecimiento de cristales ha dado lugar a una serie de teorías científicas que se utilizan para controlar el proceso de crecimiento de los cristales. Sin embargo, este sistema teórico aún no es perfecto, y aún existe mucho contenido que depende de la experiencia. Por lo tanto, el crecimiento artificial de cristales generalmente se considera una combinación de artesanía y ciencia.
La preparación de cristales completos requiere las siguientes condiciones:
1. La temperatura del sistema de reacción debe controlarse uniformemente. Para evitar el sobreenfriamiento o sobrecalentamiento local, esto afectará la nucleación y el crecimiento de los cristales.
2. El proceso de cristalización debe ser lo más lento posible para evitar la nucleación espontánea, ya que una vez que esta ocurre, se forman muchas partículas finas que dificultan el crecimiento del cristal.
3. La velocidad de enfriamiento se ajusta a la nucleación y al crecimiento de los cristales. Los cristales crecen uniformemente, no hay gradiente de concentración y la composición no se desvía de la proporcionalidad química.
Los métodos de crecimiento de cristales se pueden clasificar en cuatro categorías según el tipo de fase madre: crecimiento en estado fundido, crecimiento en solución, crecimiento en fase de vapor y crecimiento en fase sólida. Estos cuatro tipos de métodos de crecimiento de cristales han evolucionado en docenas de técnicas de crecimiento de cristales con cambios en las condiciones de control.
En general, si se descompone todo el proceso de crecimiento del cristal, debe incluir al menos los siguientes procesos básicos: disolución del soluto, formación de la unidad de crecimiento del cristal, transporte de la unidad de crecimiento del cristal en el medio de crecimiento, crecimiento del cristal El movimiento y la combinación del elemento en la superficie del cristal y la transición de la interfaz de crecimiento del cristal, para así realizar el crecimiento del cristal.
Hora de publicación: 07-dic-2022