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晶体生长方法综述.ppt

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晶体生长方法综述.ppt

上传人:慢慢老师 2022/1/14 文件大小:4.61 MB

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晶体生长方法综述.ppt

文档介绍

文档介绍:晶体生长方法
溶液生长
熔体生长
气相生长
固相生长
晶体生长方法
溶液法:方法简单,生长速度慢,晶体应力小,均匀性好
降温法
恒温蒸发法
循环流动法
温差水热法
熔体法:生长速度快,晶体的纯度及完整性高
凝固析晶法
坩埚下降法
提拉法
泡生法
浮区法
焰熔法
助熔剂法
导模法
气相法:生长速度慢,晶体纯度高、完整性好,宜于薄膜生长
升华法
反应法
热解法
固相法:主要靠固体材料中的扩散使非晶或多晶转变为单晶,由于扩散速度小,不宜于生长大块晶体
高压法、再结晶法
溶液法生长晶体
溶液和溶解度
溶液——由两种或两种以上物质所组成的均匀混合体系称为溶液。
一定量溶液中含有溶质的量称为溶液的浓度。
几种表示方式:
1、体积摩尔浓度(mol):一升溶液中所含溶质的摩尔数
2、重量摩尔浓度(mol): 1000g溶剂中所含溶质的摩尔数
3、摩尔分数(x):溶质摩尔数对溶液总摩尔数之比
4、重量百分数:100g(或1000g)溶液中所含溶质的克数
5、重量比:100g(或是1000g)溶剂中所含溶质的克数
溶液法生长晶体
溶解度——在一定温度和压力下,一定量的溶剂候中能溶解溶质的量叫溶解度。
固体溶解度一般以一定温度下100g溶剂中能溶解溶质的量。溶解度大小与温度有密切关系。
根据溶解度曲线选择生长方法,溶解度温度系数很大时,可采用降温法(如磷酸铝铵);若溶解度温度系数小,则采用蒸发法(如***化钠)
溶液法生长晶体
饱和与过饱和
溶解与结晶是可逆的两个过程即
固态溶质 溶液中溶质
当溶解速率等于结晶速率时,溶解与结晶处于平衡,此时溶液称为饱和溶液。溶液的饱和状态与温度有密切关系。
溶液中溶质含量超过饱和溶液的含量时,这类溶液称为过饱和溶液。过饱和溶液时不稳定的。
过饱和状态是溶液生长的先决条件,只有过饱和溶液才能形成晶核并逐渐长大。
溶解
结晶
溶液法生长晶体
溶液分成稳定区、不稳定区和亚温区。稳定区是不饱和区,在这个区域里晶体不能生长。亚温区是过饱和区,在这里不发生自发结晶,若有外来颗粒(包括籽晶)投入,晶体就围绕它生长。不稳定区也是过饱和区,不过它的过饱和度比亚温区大,会自发结晶。
溶液生长的过程必需控制在亚温区内进行,若在不稳定区内生长就会出现多晶。
溶液法生长晶体
降温法
适用于生长溶解度温度系数较大并具有一定温度区间的晶体。
这一温度区间也是有限制的:温度上限由于蒸发量大而不宜过高,当温度下限太低时对晶体生长也不利。
一般来说,比较适合的气势温度是50—60℃,降温区间以15—20℃为宜。
·℃
原理:利用晶体物质较大的正溶解度温度系数,将在一定温度下配制的饱和溶液,于封闭的状态下保持溶剂总量不变,而逐渐降低温度,使溶液成为过饱和溶液,析出的溶质不断结晶在籽晶上。
溶液法生长晶体
关键:在整个生长过程中,掌握合适的降温速度,使溶液始终处于亚稳过饱和,并维持合适的过饱和度,使晶体正常生长。
适宜于降温法生长的几种材料