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单晶材料熔体法生长制备方法有哪些?

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单晶材料熔体法生长制备方法有哪些?

发布日期:2016-07-29 00:00 来源:http://www.mssx0607.com 点击:

        (一)单晶材料生长的必要条件。

         根据晶体生长时体系中存在的——由熔体(m)向晶体(C)自发转变时——两相间自由焓的关系:Gm(T)>Gc(T),即△G=Gc(T)-Gm(T)≈△He-Te△Se-△T△Se=△T△Se<0。结晶时, △Se>0,只有△T<0 。熔体单晶体生长的必要条件是:体系温度低于平衡温度。体系温度低于平衡温度的状态称为过冷。△T的绝对值称为过冷度。过冷度作为熔体晶体生长的驱动力。一般情况:该值越大,晶体生长越快。当值为零时,晶体生长停止。

       (二)晶体生长的充分条件

        晶体生长是发生在固-液(或晶-液)界面上。通常为保证晶体粒生长只需使固-液界面附近很小区域熔体处于过冷态,绝大部分熔体处于过热态(温度高于Te )。已生长出的晶体温度又需低于Te。就是说整个体系由熔体到晶体的温度由过热向过冷变化。过热与过冷区的界面为等温区。此面与晶体生长界面间的熔体为过冷熔体。且过冷度沿晶体生长反方向逐渐增大。晶体的温度最低。这种由晶体到熔体方向存在的温度梯度是热量输运的必要条件。热量由熔体经生长面传向晶体,并由其转出。

        晶体生长的充分条件:(dT/dz)c一定、(dT/dz)m为零时,整个区域熔体处于过冷态,晶体生长速率最大。对于一定结晶物质,过冷度一定时,决定晶体生长速率的主要因素是晶体与熔体温度梯度(dT/dz)c与(dT/dz)m的相对大小。只有晶体温度梯度增大,熔体温度梯度减少,才能提高晶体生长速度。需指出:晶体生长速度并非越大越好,太大会出现不完全生长,影响质量。


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