Монокристалл

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
МА МБ МВ МГ МД МЕ МЁ МЖ МЗ МИ МК МЛ МН МО МП МР МС МТ МУ МХ МЦ МШ МЫ МЬ МЭ МЮ МЯ
МОА
МОБ
МОВ
МОГ
МОД
МОЕ
МОЖ
МОЗ
МОИ
МОЙ
МОК
МОЛ
МОМ
МОН
МОО
МОП
МОР
МОС
МОТ
МОУ
МОФ
МОХ
МОЦ
МОЧ
МОШ
МОЩ
МОЭ
МОЮ
МОЯ

Монокристалл, отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решётку и характеризующийся анизотропией свойств (см. Кристаллы). Внешняя форма Монокристалл обусловлена его атомнокристаллической структурой и условиями кристаллизации. Часто Монокристалл приобретает хорошо выраженную естественную огранку, в неравновесных условиях кристаллизации огранка проявляется слабо. Примерами огранённых природных Монокристалл могут служить Монокристалл кварца, каменной соли, исландского шпата, алмаза, топаза. От Монокристалл отличают поликристаллы и поликристаллические агрегаты, состоящие из множества различно ориентированных мелких Монокристалл

  Монокристалл ценны как материал, обладающий особыми физическими свойствами. Например, алмаз и боразон предельно тверды, флюорит прозрачен для широкого диапазона длин волн, кварц — пьезоэлектрик (см. Пьезоэлектричество). Монокристалл способны менять свои свойства под влиянием внешних воздействий (света, механических напряжений, электрических и магнитного полей, радиации, температуры, давления). Поэтому изделия и элементы, изготовленные из Монокристалл, применяются в качестве различных преобразователей в радиоэлектронике, квантовой электронике, акустике, вычислительной технике и др. Первоначально в технике использовались природные Монокристалл, однако их запасы ограничены, а качество не всегда достаточно высоко. В то же время многие ценные свойства были найдены только у синтетических кристаллов. Поэтому появилась необходимость искусственного выращивания Монокристалл Исходное вещество для выращивания Монокристалл может быть в твёрдом (в частности, в порошкообразном), жидком (расплавы и растворы) и газообразном состояниях.

  Известны следующие методы выращивания Монокристалл из расплава: а) Стокбаргера; б) Чохральского; в) Вернейля; г) зонной плавки. В методе Стокбаргера тигель с расплавом 1 перемещают вдоль печи 3 в вертикальном направлении со скоростью 1—20 мм/ч (рис. 1). температура в плоскости диафрагмы 6 поддерживается равной температуре кристаллизации вещества. Т. к. тигель имеет коническое дно, то при его медленном опускании расплав в конусе оказывается при температуре ниже температуры кристаллизации, и в нём происходит образование (зарождение) мельчайших кристалликов, из которых в дальнейшем благодаря геометрическому отбору выживает лишь один. Отбор связан главным образом с анизотропией скоростей роста граней Монокристалл Этот метод широко используется в промышленном производстве крупных Монокристалл флюорита, фтористого лития, сернистого кадмия и др.

  В методе Чохральского Монокристалл медленно вытягивается из расплава (рис. 2). Скорость вытягивания 1—20 мм/ч. Метод позволяет получать Монокристалл заданной кристаллографической ориентации. Метод Чохральского применяется при выращивании Монокристалл иттриево-алюминиевого граната, ниобата лития и полупроводниковых Монокристалл А. В. Степанов создал на основе этого метода способ для выращивания Монокристалл с сечением заданной формы, который используется для производства полупроводниковых Монокристалл

  Метод Вернейля бестигельный. Вещество в виде порошка (размер частиц 2—100 мкм) из бункера 1 (рис. 3) через кислородно-водородное пламя подаётся на верхний оплавленный торец затравочного монокристалла 2, медленно опускающегося с помощью механизма 5. Метод Вернейля — основной промышленный метод производства тугоплавких Монокристалл: рубина, шпинелей, рутила и др.

  В методе зонной плавки создаётся весьма ограниченная по ширине область расплава. Затем благодаря последовательному проплавлению всего слитка получают Монокристалл Метод зонного проплавления получил широкое распространение в производстве полупроводниковых Монокристалл (В. Дж. Пфанн, 1927), а также тугоплавких металлический Монокристалл молибден, вольфрам и др.

  Методы выращивания из раствора включают 3 способа: низкотемпературный (растворители: вода, спирты, кислоты и др.), высокотемпературный (растворители: расплавленные соли и др.) и гидротермальный. Низкотемпературный кристаллизатор представляет собой сосуд с раствором 1, в котором создаётся пересыщение, необходимое для роста кристаллов 2 путём медленного снижения температуры, реже испарением растворителя (рис. 4). Этот метод используется для получения крупных Монокристалл сегнетовой соли, дигидрофосфата калия (KDP), нафталина и др.

  Высокотемпературный кристаллизатор (рис. 5) содержит тигель с растворителем и кристаллизуемым соединением, помещенный в печь. Кристаллизуемое соединение выпадает из растворителя при медленном снижении температуры (раствор-расплавная кристаллизация). Метод применяется для получения Монокристалл железоиттриевых гранатов, слюды, а также различных полупроводниковых плёнок.

  Гидротермальный синтез Монокристалл основан на зависимости растворимости вещества в водных растворах кислот и щелочей от давления и температуры. Необходимые для образования Монокристалл концентрация вещества в растворе и пересыщение создаются за счёт высокого давления (до 300 Мн/м2 или 3000 кгс/см2) и перепадом температуры между верхней (T1 ~ 250°C) и нижней (Т2 ~ 500 °С) частями автоклава (рис. 6). Перенос вещества осуществляется конвективным перемешиванием. Гидротермальный синтез является основным процессом производства Монокристалл кварца.

  Методы выращивания Монокристалл из газообразного вещества: испарение исходного вещества в вакууме с последующим осаждением пара на кристалл, причём осаждение поддерживается определённым перепадом температуры Т (рис. 7, а); испарение в газе (обычно инертном), перенос кристаллизуемого вещества осуществляется направленным потоком газа (рис. 7, б); осаждение продуктов химических реакций, происходящих на поверхности затравочного Монокристалл (рис. 7, в). Метод кристаллизации из газовой фазы широко используется для получения монокристальных плёнок и микрокристаллов для интегральных схем и др. целей.

  Выбор метода выращивания Монокристалл определяется требованием к качеству Монокристалл (количество и характер присущих Монокристалл дефектов). Различают макроскопические дефекты (инородные включения, блоки, напряжения) и микроскопические (дислокации, примеси, вакансии; см. Дефекты в кристаллах).

Существуют специальные методы уменьшения числа дефектов в Монокристалл (отжиг, выращивание Монокристалл на бездефектных затравочных кристаллах и др.).

  При выращивании Монокристалл используются различные способы нагревания: омический, высокочастотный, газопламенный, реже плазменный, электроннолучевой, радиационный (в т. ч. лазерный) и электродуговой.

 

  Лит.: Бакли Г., Рост кристаллов, пер. с англ., Монокристалл, 1954; Лодиз Р. А., Паркер Р. Л., Рост монокристаллов, пер. с англ., Монокристалл, 1973; Маллин Дж., Кристаллизация, пер. с англ., Монокристалл, 1966; Шубников А. В., Образование кристаллов, Монокристалл — Л., 1947; его же, Как растут кристаллы, Монокристалл — Л., 1935; Пфанн [В. Дж.], Принципы зонной плавки, в кн.: Германий, сб. переводов, Монокристалл, 1955 (Редкие металлы), с. 92. См. также лит. при ст. Кристаллизация.

  Х. С. Багдасаров.

Рис. 1. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Стокбаргера: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — термопара; 6 — диафрагма. Монокристалл.

Рис. 1. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Стокбаргера: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — термопара; 6 — диафрагма.

Рис. 2. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Чохральского: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — механизм вытягивания. Монокристалл.

Рис. 2. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Чохральского: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — механизм вытягивания.

Рис. 3. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Вернейля: 1 — бункер; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — свеча; 5 — механизм опускания; 6 — механизм встряхивания. Монокристалл.

Рис. 3. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Вернейля: 1 — бункер; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — свеча; 5 — механизм опускания; 6 — механизм встряхивания.

Рис. 4. Схема низкотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — термостат; 5 — мешалка; 6 — контактный термометр; 7 — терморегулятор. Монокристалл.

Рис. 4. Схема низкотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — термостат; 5 — мешалка; 6 — контактный термометр; 7 — терморегулятор.

Рис. 5. Схема высокотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — тигель. Монокристалл.

Рис. 5. Схема высокотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — тигель.

Рис. 6. Схема автоклава для гидротермального синтеза: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — вещество для кристаллизации. Монокристалл.

Рис. 6. Схема автоклава для гидротермального синтеза: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — вещество для кристаллизации.

Рис. 7. Схема установки для кристаллизации из газовой фазы; пунктиром показано распределение температуры вдоль печи. Монокристалл.

Рис. 7. Схема установки для кристаллизации из газовой фазы; пунктиром показано распределение температуры вдоль печи.

Так же Вы можете узнать о...


Прутняк, род деревьев и кустарников семейства вербеновых; то же, что витекс.
Раздревеснение, разрушение лигнина, заполняющего в оболочках растительных клеток межмицеллярные пространства.
Рентгеновская микроскопия
Рочестер Анна Рочестер (Rochester) Анна (1880—1966), американский историк и экономист, участница рабочего движения.
Самоедские народы, см. Самодийские народы.
«Северная почта», название двух русских газет, выходивших в 19 в.
Сива (оазисы в Ливийской пустыне) Сива, группа оазисов на С. Ливийской пустыни, в Египте.
Слесарно-сборочный инструмент, применяется при узловой и общей сборке машин для соединения их элементов и пригоночных работ.
Соприкасающийся круг в дифференциальной геометрии, см.
Старая Майна, посёлок городского типа, центр Старомайнского района Ульяновской области РСФСР.