溶液法生长晶体.ppt

第32页,共48页，星期六，2024年，5月控制点掌握好溶液蒸发速度，使溶液始终处于亚稳过饱和区，保证一定的过饱和度。特点温度恒定，因此晶体应力小；蒸发量不易控制，适宜于生长小晶体第33页,共48页，星期六，2024年，5月（4）电解溶剂法原理：电解法分解溶剂，除去溶剂，使溶液处于过饱和状态第34页,共48页，星期六，2024年，5月第35页,共48页，星期六，2024年，5月3.4溶液中培养单晶生长条件的控制和单晶的完整性在晶体具有完整性前提下，提高晶体生长速率和利用率是目标籽晶：以结构和成分完全相同的完整晶体的一部分作为籽晶最好以结构和成分与生长晶体相似的晶体也可作为籽晶第36页,共48页，星期六，2024年，5月溶液处理1溶液处理意义和目的溶液是水溶性晶体生长的母体，其状态决定了晶体生长特性和晶体质量。高度纯净，减少杂质，减少有害物质。2溶液处理方法选用试剂级原料，蒸馏水或离子交换水配制溶液；用微米级以下过滤器过滤；调整pH值和掺质；第37页,共48页，星期六，2024年，5月介质对晶体生长的影响实际晶体都是在一定的介质环境下生长的，因此介质必然对晶体(外形和完整性)发生影响．开展这方面的研究，不仅对于培养优质单晶，而且对于探讨实际晶体的形成问题都具有重要的意义．介质对从溶液中生长晶体的影响主要包括以下几个因素：杂质、溶液中氢离子浓度(pH值)、温度、过饱和度和介质运动第38页,共48页，星期六，2024年，5月杂质杂质影响溶解度和溶液的性质，例如改变溶解度或溶液的粘度，使有利于晶体的生长杂质也会显著地改变晶体的结晶习性(晶癖)影响晶体质量：(i)进入晶休；(ii)选择性吸附在一定的晶面上；(iii)改变晶面对介质的表面能第39页,共48页，星期六，2024年，5月氢离子浓度(pH)在水溶液中存在着大量的H＋和OH－，溶液中的氢离子浓度对晶体生长的影响是很显著的，pH影响也是相当复杂的pH影响溶解度，使溶液中离子平衡发生变化pH改变杂质的活性，即改变杂质络合成水合状态，使杂质敏化或钝化．pH的作用也可能改变晶面的吸附能力pH直接影响晶体生长，通过改变各晶向的相对生长速度，引起晶体生长习性的变化第40页,共48页，星期六，2024年，5月温度生长温度对晶体的习性和质量都有影响，可以利用生长习性随温度的变化，选择合适的生长温度以获得所需要的晶癖第41页,共48页，星期六，2024年，5月过饱和度过饱和度是结晶的驱动力，由于不同过饱和度会产生不同的生长机制，过饱和度对晶体生长速度、质量和晶体外形影响都很大介质的运动对晶体生长速度和完整性都有显著的作用，这种作用往往又和过饱和度紧密联系在一起。质量传输和热量传输的主要形式。它影响晶体生长动力学、杂质浮获、组分均匀性、形态稳定性和成核作用过饱和度和介质运动第42页,共48页，星期六，2024年，5月3.5凝胶法晶体生长原理：以凝胶作为扩散和支持介质，使一些在溶液中进行的化学反应通过凝胶(最常用的是硅胶)扩散缓慢进行。通过反应物在凝胶中扩散、反应，进行晶体生长适于生长1.溶解度十分小的难溶物质的晶体2.对热很敏感(如分解温度低或熔点下有相变)的物质的晶体第43页,共48页，星期六，2024年，5月凝胶是一种半固体、富液体、高粘滞性且含有微孔的二组分体系，其中一个组分的分子键合成三维网络，而另一组分通过渗透形成连续相。第44页,共48页，星期六，2024年，5月凝胶法晶体生长的特点能有效地控制流体的对流、湍流及外界扰动凝胶的微孔结构有过滤。隔离成核和抑制成核的作用凝胶法一般是在近于室温下进行的，所生长的晶体含有较少的热缺陷，提高了晶体的完整性凝胶法可降低化学试剂的扩散速度，因此，可以控制溶质的扩散速率和成核速率育晶装置简便，化学试剂用量少，生长晶体品种多，适用性广第45页,共48页，星期六，2024年，5月凝胶法晶体生长类型复分解化学反应法络合分解法络合合成法氧化还原反应法溶解度降低法第46页,共48页，星期六，2024年，5月成核及其控制控制凝胶密度控制生长温度控制溶液浓度中间体中性凝胶介质分离法添加活化中心第47页,共48页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第48页,共48页，星期六，2024年，5月********关于溶液法生长晶体主要内容：

3.1溶液和溶解度

3.2溶液中晶体生长的平衡

3.3溶液法生长晶体的方法

3.4溶液中培养单晶生长条件的控制和单晶的完整性

3.5凝胶法晶体生长第2页,共48