晶体生长方法学习教案

1、会计学1晶体生长方法晶体生长方法(fngf)第一页，共49页。第1页/共48页第二页，共49页。第2页/共48页第三页，共49页。第3页/共48页第四页，共49页。5从固相中生长晶体从固相中生长晶体1从液相中生长晶体从液相中生长晶体2从熔体中生长晶体从熔体中生长晶体3助溶剂法生长晶体助溶剂法生长晶体4用气相法生长晶体用气相法生长晶体5第4页/共48页第五页，共49页。6第5页/共48页第六页，共49页。第6页/共48页第七页，共49页。第7页/共48页第八页，共49页。第8页/共48页第九页，共49页。第9页/共48页第十页，共49页。配料配料熔融熔融玻璃玻璃成型成型加工加工晶化晶化处理处理再

2、加再加工工微晶玻璃的学名叫做玻璃陶瓷。具有玻璃和陶瓷的双重(shungchng)特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。第10页/共48页第十一页，共49页。第11页/共48页第十二页，共49页。第12页/共48页第十三页，共49页。适生长温度区间。第13页/共48页第十四页，共49页。和亚稳相的溶解度差别，控制一定的温度，使亚稳相不断溶解，稳定相不断生长。第14页/共48页第十五页，共49页。20为宜。u在降温法生长晶体的整个过程中，u必须严格控制温度，并按一定程序u降温。研究表明，微小

3、的温度波动u就足以生长的晶体中，造成某些不u均匀区域。第15页/共48页第十六页，共49页。第16页/共48页第十七页，共49页。u 基本原理：将溶剂不断蒸发移去，基本原理：将溶剂不断蒸发移去，u 而使溶液保持在过饱和状态，而使溶液保持在过饱和状态，u 从而使晶体不断生长。从而使晶体不断生长。u 这种方法比较适合于溶解度较大这种方法比较适合于溶解度较大u 而溶解度温度系数而溶解度温度系数(xsh)(xsh)很小或是具有很小或是具有u 负温度系数负温度系数(xsh)(xsh)的物质。的物质。u 蒸发法和流动法一样，晶体生长也蒸发法和流动法一样，晶体生长也u 是在恒温下进行的。不同的是流动法是在恒

4、温下进行的。不同的是流动法u 用补充溶质，而蒸发法用移去溶剂来用补充溶质，而蒸发法用移去溶剂来u 造成过饱和度。造成过饱和度。u 古代煮海为盐就是用的是蒸发法。古代煮海为盐就是用的是蒸发法。第17页/共48页第十八页，共49页。u难溶物质的晶体。由于凝胶生u长是在室温条件下进行的，因u此也适于生长对热很敏感的u晶体。第18页/共48页第十九页，共49页。n闭系统中进行的；生长温度n比熔融法和熔盐法低很多；n生长区基本处于恒温和等浓n度状态，温度梯度小；属于n稀薄相生长，溶液黏度低。水热法晶体生长装置(zhungzh)示意图第19页/共48页第二十页，共49页。第20页/共48页第二十一页，共4

5、9页。第21页/共48页第二十二页，共49页。第22页/共48页第二十三页，共49页。焰熔法焰熔法提拉法提拉法区熔法区熔法弧熔法弧熔法坩埚下降法坩埚下降法泡生法泡生法熔体熔体第23页/共48页第二十四页，共49页。25第24页/共48页第二十五页，共49页。第25页/共48页第二十六页，共49页。第26页/共48页第二十七页，共49页。度比大的晶体。第27页/共48页第二十八页，共49页。沿着料锭由一端向另一端缓慢移动，晶体的生长过程也就逐渐完成。优点：减小了坩埚对熔体的污染(减少了接触面积)，并降低了加热功率。这种区熔过程可以反复进行，从而提高了晶体的纯度或使掺质均匀化。第28页/共48页第

6、二十九页，共49页。第29页/共48页第三十页，共49页。其其接触熔体，然后接触熔体，然后(rnhu)向上提向上提拉籽晶使拉籽晶使其生长。其生长。用这种方法成功地生长了无氧用这种方法成功地生长了无氧硅单晶。（使用氧化硅坩埚时硅单晶。（使用氧化硅坩埚时，易受氧的污染），易受氧的污染）第30页/共48页第三十一页，共49页。第31页/共48页第三十二页，共49页。第32页/共48页第三十三页，共49页。第33页/共48页第三十四页，共49页。第34页/共48页第三十五页，共49页。以及非同成分熔融化合物；以及非同成分熔融化合物；n (3)生长出的晶体可以比熔体生生长出的晶体可以比熔体生长的晶体热应

7、力更小、更均匀完长的晶体热应力更小、更均匀完整；整；n (4)助溶剂助溶剂(rngj)生长设备简单生长设备简单坩埚及单晶炉发热体、测温和控坩埚及单晶炉发热体、测温和控温都容易解决。温都容易解决。n缺点：晶体生长的速度较慢、生缺点：晶体生长的速度较慢、生长周期长、晶体一般较小。许多长周期长、晶体一般较小。许多助熔剂都具有不同程度的毒性，助熔剂都具有不同程度的毒性，其挥发物还常常腐蚀或污染炉体。其挥发物还常常腐蚀或污染炉体。第35页/共48页第三十六页，共49页。第36页/共48页第三十七页，共49页。第37页/共48页第三十八页，共49页。第38页/共48页第三十九页，共49页。第39页/共48

8、页第四十页，共49页。第40页/共48页第四十一页，共49页。升华升华(shnghu)法晶体生长系统法晶体生长系统化学气相沉积设备化学气相沉积设备分子束外延设备分子束外延设备第41页/共48页第四十二页，共49页。第42页/共48页第四十三页，共49页。第43页/共48页第四十四页，共49页。u分子束外延的晶体生长速度慢分子束外延的晶体生长速度慢（约（约1um/h)，生长温度低，可随，生长温度低，可随意改变外延层的组分和进行掺杂，意改变外延层的组分和进行掺杂，可在原子尺度范围内精确地控制可在原子尺度范围内精确地控制外延层的厚度、异质结界面的平外延层的厚度、异质结界面的平整度和掺杂分布，目前已发展到整度和掺杂分布，目前已发展到能一个原子层接一个原子层精确能一个原子层接一个原子层精确地控制生长的水平。