Au début du XXe siècle, les principes de la science et de la technologie modernes ont été continuellement utilisés pour contrôler le processus de croissance cristalline, et la croissance cristalline a commencé à passer du statut d'art à celui de science. Depuis les années 1950, notamment, le développement de matériaux semi-conducteurs, représentés par le silicium monocristallin, a favorisé le développement de la théorie et de la technologie de la croissance cristalline. Ces dernières années, le développement de divers semi-conducteurs composés et autres matériaux électroniques, optoélectroniques, optiques non linéaires, supraconducteurs, ferroélectriques et monocristallins métalliques a soulevé une série de problèmes théoriques. La technologie de croissance cristalline est soumise à des exigences de plus en plus complexes. La recherche sur le principe et la technologie de la croissance cristalline a pris une importance croissante et est devenue une branche essentielle de la science et de la technologie modernes.
À l'heure actuelle, la croissance cristalline a progressivement donné naissance à une série de théories scientifiques permettant de contrôler le processus. Cependant, ce système théorique n'est pas encore parfait et une grande partie du contenu repose encore sur l'expérience. Par conséquent, la croissance cristalline artificielle est généralement considérée comme une combinaison d'artisanat et de science.
La préparation de cristaux complets nécessite les conditions suivantes :
1. La température du système réactionnel doit être contrôlée uniformément. Afin d'éviter un refroidissement ou une surchauffe locale, qui affecterait la nucléation et la croissance des cristaux.
2. Le processus de cristallisation doit être aussi lent que possible afin d'éviter la nucléation spontanée. En effet, une fois la nucléation spontanée effectuée, de nombreuses particules fines se forment et entravent la croissance cristalline.
3. Adapter la vitesse de refroidissement à la vitesse de nucléation et de croissance des cristaux. Les cristaux croissent uniformément, sans gradient de concentration et leur composition ne s'écarte pas de la proportionnalité chimique.
Les méthodes de croissance cristalline peuvent être classées en quatre catégories selon le type de phase parente : la croissance en phase fondue, la croissance en solution, la croissance en phase vapeur et la croissance en phase solide. Ces quatre types de méthodes ont évolué vers des dizaines de techniques de croissance cristalline, avec des changements dans les conditions de contrôle.
En général, si l'ensemble du processus de croissance cristalline est décomposé, il doit au moins inclure les processus de base suivants : dissolution du soluté, formation de l'unité de croissance cristalline, transport de l'unité de croissance cristalline dans le milieu de croissance, croissance cristalline Le mouvement et la combinaison de l'élément sur la surface cristalline et la transition de l'interface de croissance cristalline, de manière à réaliser la croissance cristalline.
Date de publication : 07/12/2022