001－晶体生长－绪论.ppt

绪 论 晶体生长（crystal growth）的含义 晶体生长是指要生长出配比成分准确而又很少杂质及缺陷甚至无杂质和缺陷的单晶体。 晶体生长的渊源－中国古代 程大昌（宋）《演繁露》记载：“盐已成卤水，暴烈日中，即成方印，洁白可爱，初小渐大，或数十印累累相连” 银朱，人造辰砂，李时珍引胡演《丹药秘诀》说：“升炼银朱，用石亭脂二斤，新锅内熔化，次下水银一斤，炒作青砂头,炒不见星，研末罐盛。石版盖住，铁线缚定，盐泥固济，大火煅之，待冷取出，贴罐者为银朱，贴口者为丹砂” 晶体生长的渊源－外国古代 1540年，Birringuccio详细记录了 硝石(KNO3)的滤取和重结晶过程。 晶体生长的渊源－外国现代 19世纪中－20世纪初，地质学家合成矿物 1902年，Verneuil发明焰熔法生长红宝石 1918年，Czochralski，熔体提拉法 1923年，Bridgman，坩埚下降法 1952年，Pfamn，区域熔炼法 1955年，高压法合成金刚石 晶体生长的渊源－中国现代 合成出一系列重要的晶体： 锗酸铋(BGO) 磷酸钛氧钾(KTP) 三硼酸锂(LBO) 偏硼酸钡(BBO) 晶体生长技术Techniques of Crystal Growth 晶体生长技术分类 气相生长 液相生长 液相生长－熔体生长 液相生长－溶液生长 液相生长－助熔剂生长 固相生长 晶体生长技术分类 作 业 要求： 定义 原理 例子 生长方法 主要参考书 张克从 《晶体生长》 张克从 《晶体生长科学与技术》 张克从 《近代晶体学基础》 姚连增 《晶体生长基础》 闵乃本 《晶体生长的物理基础》 R.A.芳迪斯 《单晶生长》 B.R. 潘普林《晶体生长》 * * 任课教师：吴平伟 办公室：材料院219 E-mail: wupingwei@ 晶体材料制备原理与技术 课堂要求 关闭手机 不要影响其他人 每节课点名 课程安排 需要复习的概念 晶体生长的方法 复习基本概念 晶体生长理论 晶体生长举例 需要复习的物理化学知识 热力学第一、第二、第三定律 焓 (enthalpy) 亥姆霍兹(Helmholz)自由能 吉布斯(Gibbs)自由能 化学势(chemical potential) 需要复习的物理化学知识 熵(entropy)及其统计热力学解释 热容（比热）(heat capacity) 相律(phase rule) 相图(phase diagram) 相变(phase transition) 需要复习的材料学知识 晶体 缺陷 扩散定律 固体界面与表面现象 一个很好的晶体科普网站 /AMuseum/crystal/index.html 甲骨文中和象形文字中类似，但线是直的，中间的为短横。总体像一口矿井，小横向矿井中的矿石丹砂。按此说法，丹是指事字而不是象形字，更非像炼丹炉。 晶体生长举例 NaCl的重结晶实验 水结冰 晶体生长需要的条件 ？ 晶体生长需要的条件 过饱和 过冷 采用一定的方法使材料在过饱和 或过冷的母相（气、液、固相） 中逐渐在籽晶上生长成单晶的技术。 气相生长 液相生长 固相生长 物理气相沉积(PVD) 升华法 分子束外延法(MBE) 离子束沉积法(IBD) 化学气相沉积(CVD) 气相外延法(VPE) 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 熔体生长 溶液生长 助熔剂生长（熔盐生长） 提拉法 坩锅下降法 区域熔炼法 焰熔法 降温法 流动法 溶剂蒸发法 溶胶－凝胶法 水热法 顶部籽晶法 液相外延法(LPE) 烧结法 多形体相变法 激光晶体 倍频晶体 电光晶体 声光晶体 磁光晶体 压电晶体 热释电晶体