Lāzera kristāla augšanas teorija

Divdesmitā gadsimta sākumā mūsdienu zinātnes un tehnoloģijas principi tika nepārtraukti izmantoti, lai kontrolētu kristālu augšanas procesu, un kristālu audzēšana sāka attīstīties no mākslas uz zinātni. Īpaši kopš 20. gadsimta 50. gadiem pusvadītāju materiālu, ko pārstāv monokristāla silīcija, attīstība ir veicinājusi kristālu augšanas teorijas un tehnoloģijas attīstību. Pēdējos gados dažādu saliktu pusvadītāju un citu elektronisko materiālu, optoelektronisko materiālu, nelineāro optisko materiālu, supravadošu materiālu, feroelektrisko materiālu un metāla monokristālu materiālu attīstība ir radījusi virkni teorētisku problēmu. Un kristālu augšanas tehnoloģijai tiek izvirzītas arvien sarežģītākas prasības. Kristālu augšanas principa un tehnoloģijas izpēte ir kļuvusi arvien svarīgāka un ir kļuvusi par svarīgu mūsdienu zinātnes un tehnoloģijas nozari.
Pašlaik kristālu audzēšana ir pakāpeniski izveidojusi virkni zinātnisku teoriju, kuras tiek izmantotas, lai kontrolētu kristālu augšanas procesu. Tomēr šī teorētiskā sistēma vēl nav perfekta, un joprojām daudz kas ir atkarīgs no pieredzes. Tāpēc mākslīgo kristālu audzēšanu parasti uzskata par meistarības un zinātnes apvienojumu.
Pilnīgu kristālu sagatavošanai nepieciešami šādi nosacījumi:
1. Reakcijas sistēmas temperatūra jākontrolē vienmērīgi. Lai novērstu lokālu pārdzesēšanu vai pārkaršanu, tas ietekmēs kristālu veidošanos un augšanu.
2. Kristalizācijas procesam jābūt pēc iespējas lēnākam, lai novērstu spontānu kodolu veidošanos. Jo, kad notiek spontāna kodolu veidošanās, veidosies daudzas smalkas daļiņas, kas kavēs kristāla augšanu.
3. Saskaņojiet dzesēšanas ātrumu ar kristālu kodolu veidošanās un augšanas ātrumu. Kristāli aug vienmērīgi, kristālos nav koncentrācijas gradienta, un sastāvs neatšķiras no ķīmiskās proporcionalitātes.
Kristālu augšanas metodes var iedalīt četrās kategorijās atkarībā no to pamatfāzes veida, proti, kausējuma augšana, šķīduma augšana, tvaika fāzes augšana un cietfāzes augšana. Šie četri kristālu augšanas metožu veidi ir attīstījušies par desmitiem kristālu augšanas metožu ar izmaiņām kontroles apstākļos.
Kopumā, ja viss kristālu augšanas process tiek sadalīts, tam jāietver vismaz šādi pamatprocesi: izšķīdušās vielas šķīdināšana, kristālu augšanas vienību veidošanās, kristālu augšanas vienību transportēšana augšanas vidē, kristālu augšana. Elementa kustība un kombinācija uz kristāla virsmas un kristālu augšanas saskarnes pāreja, lai realizētu kristālu augšanu.