Na začetku dvajsetega stoletja so se načela sodobne znanosti in tehnologije nenehno uporabljala za nadzor procesa rasti kristalov in rast kristalov se je začela razvijati iz umetnosti v znanost. Zlasti 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 povzročil vrsto teoretičnih problemov. Za tehnologijo rasti kristalov se postavljajo vedno bolj zapletene zahteve. Raziskave principa in tehnologije rasti kristalov postajajo vedno bolj pomembne 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 je še veliko vsebine, ki je odvisna od izkušenj. Zato se umetna rast kristalov na splošno šteje za kombinacijo obrtniškega znanja in znanosti.
Priprava popolnih kristalov zahteva naslednje pogoje:
1. Temperaturo reakcijskega sistema je treba enakomerno nadzorovati. Da bi preprečili lokalno prekomerno ohlajanje ali pregrevanje, bo vplivalo na nukleacijo in rast kristalov.
2. Proces kristalizacije mora biti čim počasnejši, da preprečimo spontano nukleacijo. Ker ko pride do spontane nukleacije, bo nastalo veliko drobnih delcev, ki bodo ovirali rast kristalov.
3. Povežite hitrost ohlajanja s hitrostjo nukleacije in rasti kristalov. Kristali so zrasli enakomerno, v kristalih ni koncentracijskega gradienta, sestava ne odstopa od kemijske sorazmernosti.
Metode rasti kristalov lahko razvrstimo v štiri kategorije glede na vrsto matične faze, in sicer rast taline, rast raztopine, rast parne faze in rast trdne faze. Te štiri vrste metod rasti kristalov so se razvile v desetine tehnik rasti kristalov s spremembami nadzornih pogojev.
Na splošno, če se razgradi celoten proces rasti kristalov, mora vključevati vsaj naslednje osnovne procese: raztapljanje topljenca, nastanek kristalne rastne enote, transport kristalne rastne enote v rastnem mediju, rast kristalov Gibanje in kombinacija element na kristalni površini in prehod vmesnika za rast kristalov, da se realizira rast kristalov.
Čas objave: 7. december 2022