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單晶材料製備方法之熔融法

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單晶材料製備方法之熔融法

發布日期:2020-09-23 00:00 來源:http://www.jnjtp.com 點擊:

從熔體中生長單晶材料晶體是製備大單晶和特定形狀的單晶最常用的和最重要的一種方法,電子學、光學等現代技術應用中所需要的單晶材料,大部分是用熔體生長方法製備的,如單晶矽,GaAs(氮化镓),LiNbO3(铌酸鋰),Nd:YAG(摻釹的鐿鋁石榴石),Al2O3(白寶石)等以及某些堿土金屬和堿土金屬的鹵族化合物等,許多晶體品種早已開始進行不同規模的工業生產。與其他方法相比,熔體生長通常具有生長快、晶體的純度和完整性高等優點。

熔融法生長晶體的簡單原理是將生長晶體的原料熔化,在一定條件下使之凝固,變成單晶。這裏包含原料熔化和熔體凝固兩大步驟,熔體必須在受控製的條件下的實現定向凝固,生長過程是通過固-液界麵的移動來完成的。

要使熔體中晶體生長,必須使體係的溫度低於平衡溫度。體係溫度低於平衡溫度的狀態成為過冷。的絕對值為過冷度,表示體係過冷程度的大小。過冷度是熔體法晶體生長的驅動力。

晶體生長速度f與晶體溫度梯度和熔體溫度T梯度的關係:

對於一定的結晶物質,過冷度一定時決定晶體生長速率的主要因素是晶體與熔體溫度梯度的相對大小。

單晶材料的製備方法有哪些

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