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单晶生长法

[拼音]:danjing shengzhangfa

[外文]:growth methods of single crystals

单晶体的生长方法很多,主要有四种方法:

水热法

晶体在高温高压下从溶液中生长,容器是高压釜(图1)。一般采用温差法,即把原料放在高压釜内温度较高的底部,籽晶则位于高压釜内温度较低的上部(如溶解度的温度系数为负,则相反),容器内充满溶剂。原料在高温高压下溶解在溶剂中,由于温差对流,溶液在籽晶部位达到过饱和而使籽晶生长。溶液的循环促使原料不断地溶解,晶体不断地生长。目前此法最主要的用途是生长水晶,一般说,很多氧化物单晶均可采用此法。

区熔法

在一个相对长的固体原料中有一个短的熔区慢慢地移动,使原料内溶质在结晶过程中重新分布(图2)。熔区的数目、大小和移动方向都是可以控制的。当一个熔区通过料锭时,有两个液体-固体的分界面,凝固分界面会排斥一些溶质而吸收另一些溶质。此法早在1952年为美国的W.G.蒲凡所发明,目前应用极广,主要用于纯化金属、半导体、有机和无机化合物;除了纯化晶体之外,还可以使某种杂质十分均匀地分布在整个晶体中。

外延生长法

又名取向附生,指两个晶体表面连生,形成有取向的生长界面。一般说,一个晶体表面从结构上提供择优的位置,使第二个晶相附生上去。外延方法主要有两种:一种是气相外延,另一种是液相外延。外延多半是从一个晶体基片上外延一层薄膜,因此,按基片和薄膜的性质可分为同质和异质外延。

升华法

是从气相生长晶体的基本方法。原料在管内升华结晶,在管的高温一端被加热升华成为气相,然后输送到温度较低的另一端,凝结成核生长。此法又分为开管和闭管两种方法。

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