24. Выращивание кристаллов из растворов. Требование к растворителю. Основные стадии.

Раствор-расплав – это разбавленный ра-р кристл-го компонента или компонентов в лешкоплавком, чаще всего Ме-растворители.

Преимущество: процесс проводится при значит-о низких Т. Это позволяет выращивать кристаллы вещ-в, имеющих очень высокую Тпл. Можно взращивать крис-лы, соединений имеющих при Тпл высокое Рпаров, или кристаллы с высокой вязкостью расплава. Такие условия процесса позволяют получить чистый и совершенный монокристалл.

Требования (растворитель):

1. должен существенно уменьшать Т процесса выращивания монокристалла, малое Рпаров(не летучий).

2.иметь малый коэф-т распределения. Чтобы не загрязнять кристалл.

3. атомы – нейтральная примесь.

Различают:

1.раст-ль – вещ-ва, не входящие в состав вырщ-х кристаллов. Выращенные кристаллы содержат в кач-ве примесей все компоненты рас-ля, т.е. имеют не высокую степень чистоты.

2. Рас-ль – один из компонентов выращ-го соед-я. Т.к в ра-ре отсутствуют посторонние вещ-ва, то чистота кристалла определяется чистотой этих 2-х компонентов.

Процесс роста кристалла из ра-ра делится на стадии:

1. растворение исх компонентов.

2. диффузия через жид фазу к фронту крист-ии.

3. осаждение на фронте кристаллизации

4. рассеяние теплоты на фронте.

Самый медленный этам второй. Линейная скорость кристалла из ра-ров на 2-3 порядка меньше, чем из расплава. Если проводить процесс в условиях электропереноса или конвективной диффузии, то можно увеличить скорость. Но при этом крис-л может захватывать частички ра-ра и терять чистоту. Скорость мала, если исх компонент имеет низкую растворимость. Для повышения растворимости добавляют спец компоненты, которые реагируют с вещ-вом и увеличивают его растворимость. Это минерализаторы

.

25. Выращивание кристаллов из растворов. Метод зонной плавки.

26. Выращивание кристаллов из растворов. Гидротермальное выращивание. Основные параметры и требования.

Р ас-ль – вода, выращиваем – кварц SiO2, минерализатор – р-р NaoH – для увеличения растворимости и повышения эффективности процесса. Условия проведения: повышенные Т и Р. Мелкодисперсный порошок исх шихты альфа-кварца засыпается на дно реактора, который наз-ся автоклав. Веохняя ч автоклава служит для размещения ориентир-й затравки альфа-кварца. Часть объема автоклава (0,8 отV) заполняется щелочным ра-м молярностью 0,5М NaOH – модификатор, увеличивает раст-ть кварца в воде. Автоклав расположен в 2-хзонной печи в вертикальном положении. Нижняя часть с исх порошком располагается в высокотемпературной области, верхняя ч (зона ра-ра0 – в низкоТ-ой. При увеличении Т до значения немного меньше, чем 374С (критич Т воды), уровень ра-ра повышается и полностью заполняет внутренний объем, давление внутри автоклава зависит от Т-го поля и от нач стадии заполнения автоклава ра-ром. Т2 нижней части 400С, Т1=350С, Р=200*10(6) Па. Скорость роста = 2 мм в сутки. Пересыщение у фронта кристалл-ии создается за счет конвек-го переноса ра-ра насыщ-го при Т=400С в зону роста, где при 350С он будет перенасыщенным. Процесс возможен при соблюдении след условий:

1. выбор эффек-го рас-ля при данных Т и Р.

2. растворение не должно ограничивать скорость роста, т.е темпр-ый коэф-т плотности ра-ра должен быть большим.

3.исх материал должен быть подготовлен таким образом, чтобы площадь поверхности была больше, чем площадь поверхности затравки в 5 раз.

4. автоклав должен быть из некорродируемого материала и выдерживать Т и высокое Р.