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单晶体与多晶体

(2023-12-25 06:27:09)
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杂谈

        结晶是物质从液态,即从溶液或熔融状态,或从气态直接形成晶体的过程。溶液结晶过程的实质是将稀溶液变成饱和溶液,然后析出结晶。为达到溶液饱和状态有两种方法:用蒸发移去溶剂提高溶液浓度,对溶液降温使溶解度降低达到饱和浓度。
        熔融结晶是一种将化合物从熔融状态转变为晶体状态的方法。这种方法适用于高熔点的化合物,例如金属和非金属氧化物,可以得到高纯度的晶体。
        气相结晶,这种方法适用于气态化合物,如半导体材料和金属氧化物等。可以得到高纯度晶体,并可以控制晶体的形貌和尺寸。但需要高温高真空环境,设备成本较高。
        单晶体monocrystal。是组成晶体的质点(分子,离子或原子)依照一定规律在空间排成一定所谓空间点阵的行列。具有一定的外形,其物理性质在不同方向各不相同。
        单晶,由其形成方式可分为自然生长的单晶和人工生长的单晶。自然生长的单晶,是在地球自然条件下形成的单晶。如钻石,红宝石,石榴石等。即稀少,又往往有缺欠。而人工生长的单晶则是通过人工控制晶体生长过程来获得单晶。如硅单晶,锗单晶等。可获得大的尺寸和优良的质量。
         现在,既可以生产无机物单晶,如硅单晶,锗单晶,二氧化硅单晶,碳化硅单晶等。也可生产有机单晶,如二聚体晶体,聚氨酯晶体,环硅烷晶体等。
        多晶体polycrystal。整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的,这样的物体叫做多晶体。一般来说,多晶体是各向同性的,但单个的小晶体仍是各向异性。
        为了生产高质量的单晶,需要好的晶种-籽晶seed crystal。籽晶是具有和所需晶体相同晶向的小晶体,也叫晶种,是生长单晶的种子。用不同晶向的籽晶做晶种,会获得不同晶向的单晶。
         单晶生长制备方法大致可分为:气相生长,溶液生长,水热生长,熔盐法,熔体法等。最常见的技术有:提拉法,坩埚下降法,区熔法,定向凝固法等。

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