Методы выращивания кристаллов. Метод Киропулуса

Метод Киропулуса

Зонная плавка

1. Использование нагревателей сопротивления

1-слиток, 2-зона, 3-контейнер, 4-нагреватель сопротивления, 5- блок

Зонная плавка

2. Индукционный нагрев
3. Нагрев излучением лампы накаливания и электроннолучевой нагрев

4.

Метод плавающей зоны

1 – полукристаллический материал,
2 – зона, 3 – монокристалл.

Метод Вернейля

Четыре способа выращивать кристаллы корунда по методу Вернейля

1 – пламя 2

Метод Вернейля

Выращивание кристаллов из растворов

Температурная зависимость растворимости веществ с разной теплотой растворения

Диаграмма

Выращивание кристаллов из растворов

Движущие силы процесса кристаллизации

Скорость роста кристалла

Выращивание кристаллов из растворов

Восходящие токи роста над кристаллом

Щелевидные включения маточного раствора

Воронкообразная

Выращивание кристаллов из растворов

Перемешивание:
А – магнитной мешалкой,
Б – лопастной мешалкой,
В –

Метод охлаждения раствора

1 – термометр
2 – резьбовые шпильки
3 – гайки
4 –

Метод испарения растворителя

Кристаллизатор в эксикаторе:
1 – крышка, регулирующая скорость испарения
2 –

Метод температурного градиента

Кристаллизатор А.В. Белюстина

1 – стеклянный цилиндр
2 – контейнер
3 –

Гидротермальный метод выращивания монокристаллов

Зависимость скорости роста граней корунда от перепада температур

Растворимость

Выращивание кристаллов из газовой фазы

Кристаллизация без участия химической реакции

Метод сублимации

Выращивание кристаллов из газовой фазы

Кристаллизация с участием химической реакции

1. Метод химических

Дефекты в кристаллах

Точечные дефекты

Вакансии

Дефект по Шоттки (NaCl)

Вакансии: катионные, анионные

Междоузельные дефекты

Дефект по Френкелю (AgCl)

Примесные дефекты

ZnSe:Zn

Si:P

KCl:Cs

Диффузия дефектов

Энергия активации:

Закон Фика:

JN = - D grad N

Коэффициент диффузии:

D =

Центры окраски

NaCl:Na – желтый
KCl:K – красный
Нагрев в парах металла,
Облучение рентгеном,
электронами, γ-лучами

Возникновение

FA-центр

M-центр – 2 F-центра

R-центр – 3 F-центра

Центры окраски

Vk-центр

Энергетические уровни дефектов и примесей

Кристалл без дефектов Si:P Si:B

ZnS:Ag Примесная зона