单晶生长法

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单晶生长法单晶生长法

单晶生长法正文

　　单晶体的生长方法很多，主要有四种方法：

单晶生长法

　　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。

单晶生长法

　　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。