Kahekümnenda sajandi alguses kasutati kristallikasvuprotsessi juhtimiseks pidevalt moodsa teaduse ja tehnoloogia põhimõtteid ning kristallikasvatus hakkas arenema kunstist teaduseks. Eriti alates 1950. aastatest on monokristalli räni esindavate pooljuhtmaterjalide väljatöötamine soodustanud kristallikasvu teooria ja tehnoloogia arengut. Viimastel aastatel on mitmesuguste liitpooljuhtide ja muude elektrooniliste materjalide, optoelektrooniliste materjalide, mittelineaarsete optiliste materjalide, ülijuhtivate materjalide, ferroelektriliste materjalide ja metallmonokristallmaterjalide väljatöötamine toonud kaasa rea teoreetilisi probleeme. Kristallkasvu tehnoloogiale esitatakse üha keerukamaid nõudeid. Kristallkasvu põhimõtte ja tehnoloogia uurimine on muutunud üha olulisemaks ning sellest on saanud tänapäeva teaduse ja tehnoloogia oluline haru.
Praegu on kristallide kasvatamise kohta järk-järgult välja kujunenud rida teaduslikke teooriaid, mida kasutatakse kristallide kasvuprotsessi juhtimiseks. See teoreetiline süsteem pole aga veel täiuslik ja palju on veel kogemustest sõltuvat. Seetõttu peetakse kunstlikku kristallide kasvatamist üldiselt oskustöö ja teaduse kombinatsiooniks.
Täielike kristallide valmistamiseks on vaja järgmisi tingimusi:
1. Reaktsioonisüsteemi temperatuuri tuleks ühtlaselt reguleerida. Kohaliku ülejahutamise või ülekuumenemise vältimiseks mõjutab see kristallide tuumastumist ja kasvu.
2. Kristallisatsiooniprotsess peaks olema võimalikult aeglane, et vältida spontaanset tuumastumist. Sest kui spontaanne tuumastumine toimub, moodustub palju peeneid osakesi, mis takistavad kristallide kasvu.
3. Ühenda jahutuskiirus kristallide tuumastumise ja kasvukiirusega. Kristallid kasvavad ühtlaselt, kristallides ei ole kontsentratsioonigradienti ja koostis ei kaldu keemilisest proportsionaalsusest kõrvale.
Kristallide kasvumeetodeid saab vastavalt lähtefaasi tüübile jagada nelja kategooriasse: sulafaasi kasv, lahuse kasv, aurfaasi kasv ja tahke faasi kasv. Need neli kristallide kasvumeetodi tüüpi on arenenud kümneteks kristallide kasvutehnikateks, mille puhul on kontrolltingimused muutunud.
Üldiselt, kui kogu kristallikasvu protsess lahti võtta, peaks see hõlmama vähemalt järgmisi põhiprotsesse: lahustunud aine lahustumine, kristallikasvuühiku moodustumine, kristallikasvuühiku transport kasvukeskkonnas, kristallikasv. Elemendi liikumine ja kombineerimine kristalli pinnal ning kristallikasvu piirpinna üleminek, et kristallikasv toimuks.
Postituse aeg: 07. dets. 2022