Ved begynnelsen av det tjuende århundre ble prinsippene for moderne vitenskap og teknologi kontinuerlig brukt til å kontrollere krystallvekstprosessen, og krystallvekst begynte å utvikle seg fra kunst til vitenskap. Spesielt siden 1950-tallet har utviklingen av halvledermaterialer representert ved enkeltkrystallsilisium fremmet utviklingen av krystallvekstteori og -teknologi. I de senere årene har utviklingen av en rekke sammensatte halvledere og andre elektroniske materialer, optoelektroniske materialer, ikke-lineære optiske materialer, superledende materialer, ferroelektriske materialer og metalliske enkeltkrystallmaterialer ført til en rekke teoretiske problemer. Og stadig mer komplekse krav stilles til krystallvekstteknologi. Forskning på prinsippet og teknologien for krystallvekst har blitt stadig viktigere og har blitt en viktig gren av moderne vitenskap og teknologi.
For tiden har krystallvekst gradvis dannet en rekke vitenskapelige teorier som brukes til å kontrollere krystallvekstprosessen. Dette teoretiske systemet er imidlertid ikke perfekt ennå, og det er fortsatt mye innhold som avhenger av erfaring. Derfor anses kunstig krystallvekst generelt for å være en kombinasjon av håndverk og vitenskap.
Fremstillingen av komplette krystaller krever følgende betingelser:
1. Temperaturen i reaksjonssystemet bør kontrolleres jevnt. For å forhindre lokal overkjøling eller overoppheting vil det påvirke kimdannelsen og veksten av krystaller.
2. Krystalliseringsprosessen bør være så langsom som mulig for å forhindre spontan kimdannelse. Fordi når spontan kimdannelse skjer, vil mange fine partikler dannes og hindre krystallvekst.
3. Avstem avkjølingshastigheten med krystallens kimdannelse og veksthastighet. Krystallene dyrkes jevnt, det er ingen konsentrasjonsgradient i krystallene, og sammensetningen avviker ikke fra kjemisk proporsjonalitet.
Krystallvekstmetoder kan klassifiseres i fire kategorier i henhold til typen av moderfase, nemlig smeltevekst, løsningsvekst, dampfasevekst og fastfasevekst. Disse fire typene krystallvekstmetoder har utviklet seg til dusinvis av krystallvekstteknikker med endringer i kontrollforhold.
Generelt sett, hvis hele krystallvekstprosessen dekomponeres, bør den minst inkludere følgende grunnleggende prosesser: oppløsning av løst stoff, dannelse av krystallvekstenhet, transport av krystallvekstenhet i vekstmedium, krystallvekst. Bevegelsen og kombinasjonen av elementet på krystalloverflaten og overgangen til krystallvekstgrensesnittet, for å realisere krystallveksten.
Publisert: 07. des. 2022