Образование кристаллов. Выращивание монокристаллов (лекция 11)

1.

Лекция 11
Образование кристаллов

2.

Стадии образования кристаллов
Зародышеобразование
Рост кристалла

3.

Зародышеобразование
кристаллов
Гомогенное
Гетерогенное

4.

Рост кристаллов
Послойный
Нормальный

5.

Нормальный рост кристаллов
Поверхность атомно-шероховатая
Присоединение в любом подходящем месте поверхности
Присоединение в направлении нормали к поверхности
Поверхность в процессе роста перемещается в направлении нормали

6.

Послойный рост кристаллов
Поверхность атомно-гладкая
На поверхности имеются ступени
Присоединение осуществляется к ступеням
Рост происходит за счет роста слоев, образованного ступенями

7.

Механизмы послойного роста
Спиральный (Бартона – Кабреры – Франка) (а)
Зародышевый (Фольмера – Косселя – Странского) (б)

8.

Механизмы послойного роста

9.

Форма кристалла
Закон Бравэ:
Грани кристалла растут со скоростями,
обратно пропорциональными
плотностям их узловых сеток –
ретикулярным плотностям граней.
Минимальная скорость роста – у граней,
соответствующих атомным сеткам,
расстояние между которыми наибольшее,
а сила межатомных связей,
соответственно, наименьшая.

10.

Форма кристалла
Правило Кюри-Вульфа:
Наиболее развитыми гранями
кристалла будут грани с наименьшими
скоростями роста

11.

Срастание кристаллов
Друза аметиста
Закономерное срастание

12.

Двойникование кристаллов
Двойник кварца

13.

Выращивание монокристаллов
Кристаллизация из раствора
Хромокалиевые квасцы
Хлориды натрия и калия

14.

Выращивание монокристаллов
Метод Чохральского
Рубин
Кремний

15.

Выращивание монокристаллов
Метод Бриджмена-Стокбаргера

16.

Выращивание монокристаллов
Гидротермальный метод
Автоклав

17.

Выращивание монокристаллов
Метод зонной плавки

18.

Выращивание монокристаллов
Метод Вернейля
T - 2200 C

19.

Выращивание монокристаллов
Газотранспортные реакции
GeI4 = Ge + 2I2
SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl
SiH4 = Si + 2H2

20.

Спасибо за внимание