No início do século XX, os princípios da ciência e tecnologia modernas foram continuamente utilizados para controlar o processo de crescimento de cristais, e o crescimento de cristais começou a evoluir da arte para a ciência. Especialmente a partir da década de 1950, o desenvolvimento de materiais semicondutores, representados pelo silício monocristalino, impulsionou o desenvolvimento da teoria e da tecnologia do crescimento de cristais. Nos últimos anos, o desenvolvimento de uma variedade de semicondutores compostos e outros materiais eletrônicos, materiais optoeletrônicos, materiais ópticos não lineares, materiais supercondutores, materiais ferroelétricos e materiais monocristais metálicos levou a uma série de problemas teóricos. E requisitos cada vez mais complexos são apresentados para a tecnologia de crescimento de cristais. A pesquisa sobre o princípio e a tecnologia do crescimento de cristais tornou-se cada vez mais importante e se tornou um ramo importante da ciência e tecnologia modernas.
Atualmente, o crescimento de cristais formou gradualmente uma série de teorias científicas, que são usadas para controlar o processo de crescimento de cristais. No entanto, esse sistema teórico ainda não é perfeito e ainda há muito conteúdo que depende da experiência. Portanto, o crescimento artificial de cristais é geralmente considerado uma combinação de artesanato e ciência.
A preparação de cristais completos requer as seguintes condições:
1. A temperatura do sistema de reação deve ser controlada uniformemente. Para evitar o superaquecimento ou o resfriamento local, isso afetará a nucleação e o crescimento dos cristais.
2. O processo de cristalização deve ser o mais lento possível para evitar a nucleação espontânea. Uma vez que a nucleação espontânea ocorra, muitas partículas finas serão formadas, dificultando o crescimento do cristal.
3. Combine a taxa de resfriamento com a taxa de nucleação e crescimento dos cristais. Os cristais crescem uniformemente, não há gradiente de concentração nos cristais e a composição não se desvia da proporcionalidade química.
Os métodos de crescimento de cristais podem ser classificados em quatro categorias, de acordo com o tipo de fase original: crescimento em fusão, crescimento em solução, crescimento em fase de vapor e crescimento em fase sólida. Esses quatro tipos de métodos de crescimento de cristais evoluíram para dezenas de técnicas de crescimento de cristais, com mudanças nas condições de controle.
Em geral, se todo o processo de crescimento do cristal for decomposto, ele deve incluir pelo menos os seguintes processos básicos: dissolução do soluto, formação da unidade de crescimento do cristal, transporte da unidade de crescimento do cristal no meio de crescimento, crescimento do cristal, o movimento e a combinação do elemento na superfície do cristal e a transição da interface de crescimento do cristal, de modo a realizar o crescimento do cristal.
Horário da publicação: 07/12/2022