Методы выращивания монокристаллов

Раствор-расплавная кристаллизация
Каким требованиям должен отвечать растворитель?

---

Выращивание из растворов
В зависимости от поставленной цели кристаллизация из растворов в расплавах делится
на две группы – спонтанную и выращивание на затравках.
Спонтанная востребована при поисковых работах, когда не предъявляется особых
требований к размерам и качество кристаллов. Продолжительность таких экспериментов
относительно невелика: от нескольких суток при синтезе кристаллов для первичного
тестирования физических свойств, до 2-3 недель – в случае потребности в более
крупных индивидах.
Выращивание кристаллов на затравках значительно расширяет возможности метода,
чему предшествует детальное исследование растворимости кристаллизуемого вещества
в соответствующих системах, кинетики и механизма кристаллизации, а также
предполагает соблюдение всех процедур, сопутствующих управляемому росту. В
качестве затравок чаще всего используются кристаллы, полученные при спонтанном
зародышеобразовании.
Раствор-расплавная кристаллизация

---

Выращивание из растворов
Наиболее
распространенным
и
объективным
является
так
называемый зондовый метод, т.е.
контроль
массы
и/или
внешней
морфологии погружаемой в раствор
при разных температурах пробной
затравки
кристаллизуемого
вещества.
В ненасыщенном растворе она 
растворяется, в 
пересыщенном – ограняется, а при 
равновесии системы кристалл-среда 
–
ее масса и форма не меняются. 
Раствор-расплавная кристаллизация
Как определяем температуру насыщения?
Схема эксперимента по уточнению растворимости зондовым 
методом: а – стадия выравнивания температур затравки и 
раствора-расплава (1 - Pt-тигель, 2 – кварцевая крышка с 
трубками для кристаллодержателя и контрольной термопары, 
3 –
кристаллодержатель с затравкой, 4,5 – PtRh/Pt-
термопары); б – режим роста/растворения

---

Выращивание из растворов
Развиваются
и
модифицированные
разновидности
с
применением
приемов,
свойственных методам Чохральского и Киропулоса, которые особенно эффективны
применительно
к
высококонцентрированным
низколетучим
системам.
Они
обеспечивают рост высококачественных кристаллов размером до 10 см и выше.
Раствор-расплавная кристаллизация с успехом используется и для выращивания
эпитаксиальных пленок и нитевидных кристаллов. Этот метод получил название
жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) и зарекомендовал себя при получении тонких пленок
различных оптических материалов и полупроводниковых соединений. В отличие от
вакуумного нанесения и ионной имплантации, кристаллизация пленок при ЖФЭ
осуществляется в близких к равновесным условиях, что обеспечивает их высокое
качество.