Die Wachstumstheorie von Laserkristallen

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden die Prinzipien moderner Wissenschaft und Technologie kontinuierlich zur Steuerung des Kristallwachstumsprozesses genutzt, und das Kristallwachstum entwickelte sich von einer Kunst zu einer Wissenschaft. Insbesondere seit den 1950er Jahren förderte die Entwicklung von Halbleitermaterialien, repräsentiert durch Einkristall-Silizium, die Entwicklung der Theorie und Technologie des Kristallwachstums. In den letzten Jahren hat die Entwicklung einer Vielzahl von Verbindungshalbleitern und anderen elektronischen Materialien, optoelektronischen Materialien, nichtlinearen optischen Materialien, supraleitenden Materialien, ferroelektrischen Materialien und metallischen Einkristallmaterialien zu einer Reihe theoretischer Probleme geführt. Und es werden immer komplexere Anforderungen an die Kristallwachstumstechnologie gestellt. Die Forschung zu den Prinzipien und der Technologie des Kristallwachstums hat zunehmend an Bedeutung gewonnen und ist zu einem wichtigen Zweig der modernen Wissenschaft und Technologie geworden.
Derzeit hat sich im Bereich des Kristallwachstums eine Reihe wissenschaftlicher Theorien herausgebildet, die zur Steuerung des Kristallwachstumsprozesses verwendet werden. Dieses theoretische System ist jedoch noch nicht perfekt, und es gibt noch viele Inhalte, die auf Erfahrung beruhen. Daher wird das künstliche Kristallwachstum allgemein als eine Kombination aus Handwerk und Wissenschaft angesehen.
Die Herstellung vollständiger Kristalle erfordert folgende Bedingungen:
1. Die Temperatur des Reaktionssystems sollte gleichmäßig geregelt werden. Um eine lokale Überkühlung oder Überhitzung zu verhindern, wird die Keimbildung und das Wachstum von Kristallen beeinträchtigt.
2. Der Kristallisationsprozess sollte so langsam wie möglich erfolgen, um eine spontane Keimbildung zu verhindern. Denn sobald eine spontane Keimbildung stattfindet, bilden sich viele feine Partikel, die das Kristallwachstum behindern.
3. Passen Sie die Abkühlrate an die Kristallkeimbildungs- und Wachstumsrate an. Die Kristalle wachsen gleichmäßig, es gibt keinen Konzentrationsgradienten in den Kristallen und die Zusammensetzung weicht nicht von der chemischen Proportionalität ab.
Kristallwachstumsmethoden lassen sich je nach Art der Ausgangsphase in vier Kategorien einteilen: Schmelzwachstum, Lösungswachstum, Dampfphasenwachstum und Festphasenwachstum. Aus diesen vier Kristallwachstumsmethoden haben sich mit veränderten Kontrollbedingungen Dutzende neuer Kristallwachstumstechniken entwickelt.
Im Allgemeinen sollte der gesamte Prozess des Kristallwachstums, wenn er zerlegt wird, zumindest die folgenden grundlegenden Prozesse umfassen: Auflösung des gelösten Stoffes, Bildung von Kristallwachstumseinheiten, Transport von Kristallwachstumseinheiten im Wachstumsmedium, Bewegung und Kombination der Elemente des Kristallwachstums auf der Kristalloberfläche und Übergang der Kristallwachstumsgrenzfläche, um das Kristallwachstum zu realisieren.