Na začetku dvajsetega stoletja so se načela sodobne znanosti in tehnologije nenehno uporabljala za nadzor procesa rasti kristalov, rast kristalov pa se je začela razvijati iz umetnosti v znanost. Še posebej od petdesetih let prejšnjega stoletja je razvoj polprevodniških materialov, ki jih predstavlja monokristalni silicij, spodbudil razvoj teorije in tehnologije rasti kristalov. V zadnjih letih je razvoj različnih sestavljenih polprevodnikov in drugih elektronskih materialov, optoelektronskih materialov, nelinearnih optičnih materialov, superprevodnih materialov, feroelektričnih materialov in kovinskih monokristalnih materialov privedel do vrste teoretičnih problemov. Za tehnologijo rasti kristalov se postavljajo vse bolj zapletene zahteve. Raziskave načel in tehnologije rasti kristalov postajajo vse pomembnejše in so postale pomembna veja sodobne znanosti in tehnologije.
Trenutno je rast kristalov postopoma oblikovala vrsto znanstvenih teorij, ki se uporabljajo za nadzor procesa rasti kristalov. Vendar ta teoretični sistem še ni popoln in še vedno obstaja veliko vsebine, ki je odvisna od izkušenj. Zato se umetna rast kristalov na splošno šteje za kombinacijo spretnosti in znanosti.
Za pripravo popolnih kristalov so potrebni naslednji pogoji:
1. Temperaturo reakcijskega sistema je treba enakomerno nadzorovati. Da bi preprečili lokalno prehlajanje ali pregrevanje, bo to vplivalo na nukleacijo in rast kristalov.
2. Proces kristalizacije mora biti čim počasnejši, da se prepreči spontana nukleacija. Ko pride do spontane nukleacije, se namreč tvori veliko drobnih delcev, ki ovirajo rast kristalov.
3. Hitrost ohlajanja uskladite s hitrostjo nukleacije in rasti kristalov. Kristali rastejo enakomerno, v kristalih ni koncentracijskega gradienta in sestava ne odstopa od kemijske sorazmernosti.
Metode rasti kristalov lahko glede na vrsto njihove matične faze razvrstimo v štiri kategorije, in sicer rast v talini, rast v raztopini, rast v parni fazi in rast v trdni fazi. Te štiri vrste metod rasti kristalov so se s spremembami nadzornih pogojev razvile v številne tehnike rasti kristalov.
Na splošno, če celoten proces rasti kristalov razčlenimo, bi moral vključevati vsaj naslednje osnovne procese: raztapljanje topljenca, nastanek kristalne rastne enote, transport kristalne rastne enote v rastnem mediju, rast kristalov. Gibanje in kombinacija elementa na kristalni površini ter prehod kristalnega rastnega vmesnika, da se doseže rast kristalov.
Čas objave: 7. dec. 2022