결정 성장 기술 :다양한 조경
결정 성장, 용액, 용융 또는 증기로부터 결정질 고체를 형성하는 과정은 특정 결정 유형 및 원하는 특성에 맞게 조정 된 다양한 기술을 사용한다. 다음은 몇 가지 일반적인 방법의 고장입니다.
용액 :
* 느린 증발 : 포화 용액이 천천히 증발하여 결정을 남기는 간단한 방법. 소규모 성장 및 데모 목적에 유용합니다.
* 냉각 : 과포화 용액은 천천히 냉각되어 결정 핵 생성 및 성장이 증가합니다. 이 기술은 실험실-규모 결정화에 자주 사용됩니다.
* 용매 확산 : 용질이 포함 된 2 개의 잘못된 용매가 사용됩니다. 제 2 용매의 느린 확산은 과포화 및 결정화를 유도한다.
* 열수 합성 : 결정은 용매로 물을 사용하여 고압 및 온도 하에서 자랍니다. 이 방법은 특히 미네랄의 대형 고품질 결정의 성장을 허용합니다.
* 겔 성장 : 결정은 겔 매트릭스에서 자라며, 이는 안정적인 낮은 공급 환경을 제공합니다. 섬세한 결정과 복잡한 구조를 가진 사람들에게 이상적입니다.
Melt :
* Bridgman-Stockbarger : 용융 물질은 온도 구배를 통해 천천히 낮아져 제어 된 결정 성장이 가능합니다. 하이 멜팅 포인트 재료에 적합합니다.
* czochralski : 종자 결정을 용융 물질로 담그고 천천히 철회하여 단결정을 당깁니다. 이 방법은 실리콘 및 기타 반도체에 널리 사용됩니다.
* 구역 용융 : 국소화 된 용융 구역은 고체, 정제 및 성장하는 결정을 통해 움직입니다. 이 기술은 재료를 정제하고 단결정 재배에 사용됩니다.
증기에서 :
* 물리 증기 수송 : 재료는 기화되고 냉각기 기판으로 전달되어 응축되고 결정화됩니다. 이 기술은 박막과 복잡한 구조를 재배하는 데 사용됩니다.
* 화학 증기 증착 : 기체 반응물을 가열 된 기질 상에 증착시켜 고체 결정을 형성합니다. 이 방법은 반도체 필름 및 코팅을 성장시키는 데 널리 사용됩니다.
* 분자 빔 에피 택시 (MBE) : 분자가 높은 진공에서 가열 된 기질 상에 증착되는 고도로 제어 된 방법. 성분 및 두께를 정확하게 제어하여 박막을 재배하는 데 이상적입니다.
기타 기술 :
* 플럭스 성장 : 용융 소금 플럭스는 재료를 용해시키고 운반하여 결정 성장을 허용합니다. 이 방법은 높은 융점 및 복잡한 조성물을 갖는 결정을 재배하는 데 적합합니다.
* 감전압 : 결정은 전기 화학적으로 재료를 기판에 증착시킴으로써 성장한다. 이 기술은 금속 및 합금의 제어 된 증착에 사용됩니다.
* 템플릿 지원 성장 : 사전 디자인 된 템플릿 또는 행렬을 사용하여 결정은 특정 모양과 크기로 자랍니다. 이 기술은 패턴 결정 및 기능 재료를 만드는 데 유용합니다.
결정 성장에 영향을 미치는 요인 :
* 과포화 : 용액이 과포화 된 정도는 핵 생성 및 성장 속도에 영향을 미칩니다.
* 온도 : 온도는 용해도, 확산 및 결정 성장률에 영향을 미칩니다.
* 불순물 : 불순물은 결정 성장을 방해하고 결정의 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
* 종자 결정 : 종자 결정의 존재는 제어 된 핵 생성 및 성장을 촉진 할 수있다.
* 교반 : 교반은 과포화에 영향을 미치고 침전을 방지 할 수 있습니다.
올바른 기술 선택 :
결정 성장 기술의 선택은 다음을 포함한 다양한 요인에 따라 다릅니다.
* 재료가 재배되는 재료
* 원하는 결정 크기와 모양
* 원하는 순도와 완벽 함
* 비용 및 확장 성
이러한 요인들을 신중하게 고려함으로써 연구원들은 특정 요구에 가장 적합한 결정 성장 기술을 선택할 수 있습니다.
이 개요는 다양한 크리스탈 성장 기술의 세계를 엿볼 수 있습니다. 이 분야의 끊임없는 진화는 미래에 더욱 혁신적이고 진보 된 기술을 약속합니다.
