資源描述：
《《晶體的生長》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、晶體的生長方式制作人：王貝學(xué)號：20121801003晶體的基本知識晶體的定義晶體（crystal）由結(jié)晶物質(zhì)構(gòu)成的、其內(nèi)部的構(gòu)造質(zhì)點(如原子、分子)呈平移周期性規(guī)律排列的固體。晶體即是內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。如:冰，白砂糖晶體，食鹽等白砂糖晶體晶體的基本知識晶體的特性整齊規(guī)則的幾何外形。固定的熔點，在熔化過程中，晶體溫度始終保持不變。各向異性，具有長程有序，并成周期性重復(fù)排列。晶體可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射。宏觀上能否產(chǎn)生X光衍射現(xiàn)象，是實驗上判定某物質(zhì)是不是晶體的主要方法。晶體的生長方式熔體生長法如提拉法，水平
2、區(qū)熔法，坩堝下降法等溶液生長法如凝膠法，降溫法等氣相生長法如氣相外延法，化學(xué)氣相沉積法等固相生長法如再結(jié)晶法薄膜生長法如液相外延法，離子注入等熔體生長法（如提拉法）基本原理：將構(gòu)成晶體的原料放在坩堝中加熱熔化，在熔體表面接籽晶提拉熔體，在受控條件下，使籽晶和熔體在交界面上不斷進行原子或分子的重新排列，隨降溫逐漸凝固而生長出單晶體。左圖是提拉法示意圖。要求：1.將待生長的晶體的原料放在耐高溫的坩堝中加熱熔化，調(diào)整爐內(nèi)溫度場，使熔體上部處于過冷狀態(tài)。2.然后在籽晶桿上安放一粒籽晶，讓籽晶接觸熔體表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并轉(zhuǎn)動籽晶桿，
3、使熔體處于過冷狀態(tài)而結(jié)晶于籽晶上，在不斷提拉和旋轉(zhuǎn)過程中，生長出圓柱狀晶體。提拉法示意圖優(yōu)點：（1）在晶體生長過程中可以直接進行測試與觀察，有利于控制生長條件（2）使用優(yōu)質(zhì)定向籽晶和“縮頸”技術(shù)，可減少晶體缺陷，獲得所需取向的晶體（3）晶體生長速度較快（4）晶體位錯密度低，光學(xué)均一性高。缺點：（1）坩堝材料對晶體可能產(chǎn)生污染（2）熔體的液流作用、傳動裝置的振動和溫度的波動都會對晶體的質(zhì)量產(chǎn)生影響提拉法的優(yōu)缺點溶液生長法（如降溫法）降溫法是從溶液中生長晶體最常用的方法之一，適用于溶解度及溶解度的溫度系數(shù)都較大的物質(zhì)基本原理：利用物質(zhì)較
4、大的正溶解度溫度系數(shù)，在晶體生長過程中不斷降溫，使析出的溶質(zhì)不斷長到籽晶上，常用溫度區(qū)間從室溫到50~60℃。用降溫法生長晶體的主要關(guān)鍵是在整個生長過程中，掌握合適的降溫速度，是溶液始終處于亞穩(wěn)過飽和，并維持合適的過飽和度，使晶體正常生長。要求晶體對溶液做不停地相對運動，課在籽晶架上接一個可逆電機，由此帶動籽晶架以一定速度轉(zhuǎn)動，并定時換向，育晶器放在水槽10里，水槽中有加熱器4，并帶有溫度控制器6，使水槽中的溶液保持所需的溫度，將育晶器放在水槽內(nèi)，是由于水槽的熱容量很大，可盡量減少溫度波動對晶體生長的影響，整個系統(tǒng)除了控溫裝置外，還
5、配有報警裝置和記錄顯示系統(tǒng)。生長溶液放入育晶器8中，一般用玻璃制成，頂部加蓋密封，目的是為防止溶劑蒸發(fā)或外界污染，籽晶2固定在用不銹鋼制成的籽晶架1上，同時，為了保證溶液中的溫度均勻并使生長中的各個晶面在過飽和溶液中，都能得到均勻的溶質(zhì)供應(yīng)，氣相生長法氣相生長的原理是將擬生長的晶體材料通過升華，蒸發(fā)，分解等過程轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，然后在適合的條件下使它成為過飽和蒸汽，經(jīng)過冷凝結(jié)晶而長出晶體。用這種方法生長的晶體，純度高，完整性好，由于晶體生長的流體相（氣相）分子密度很低，氣相與固相的比容相差很大，使得從氣相中生長晶體的速率要比從熔體或液體中
6、都要低許多，所以這種方法目前主要是用來生長晶須以及厚度大約在幾個微米到幾百微米的薄膜晶體，即通常所說的氣相外延技術(shù)。固相生長法用固-固法生長晶體，有時也稱為再結(jié)晶生長方法，它主要是依靠在固體材料中的擴散，是多晶體轉(zhuǎn)變?yōu)閱尉w。由于固體中的擴散速率非常小，因此難于得到大塊晶體薄膜生長法（如液相外延法）液相外延(liquidphaseepitaxial簡稱LPE法)是將擬生長的單晶組成物質(zhì)直接熔化或熔化在適當(dāng)溶劑中保持液體狀態(tài)，將用作襯底的單晶薄片浸漬在其中，緩慢降溫使熔化狀態(tài)的溶質(zhì)達到過飽和狀態(tài)，在襯底上析出單晶薄膜。謝謝！
