第四章 晶体生长1

第四章 晶体材料制备技术
主要知识点:
♣ 晶体材料的制备合成 ♣ 提拉法生长技术的几项关键工艺 ♣ 提拉法生长技术新进展


《论语·魏灵公》里有 “工欲善其 事，必先利其器”的说法，它告诉我 们一个道理，如果要想取得更高的功 效，更好的性能，必须选择合适的工 具、器件或材料。

§1 晶体材料的人工合成
--历史发展之必然
一部人类史就是一部对材料 的认识和使用的发展史


高新技术
高新技术是指对人类社会的生产、 生活方式和思维方式产生巨大影响的重 大技术。

我国的高新技术是指８６３计 划中选择的对中国未来经济和社会发展 有重大影响的生物技术、航天技术、信 息技术、激光技术、自动化技术、能源 技术、新材料和海洋新技术等 8 个高 技术领域内的新技术。

晶体材料 ----光电子时代的物质基础
电
力
热
光
磁
声
物性的交互作用与相互转换


光功能晶体
人 工
半导体晶体 热释电晶体
晶 体 材 料
压电晶体 其 他
超硬晶体
功 能 材 料


光功能晶体
---与光现象相关联的无机晶体
在外场（电、光、磁、热、声、力等）作用下，利 用材料本身光学性质（如折射率、感应电极化或非线性 效应等）发生变化的原理，实现对入射光信号的获取、 调制、传输、显示、能量或频率转换、受激发射等目的 的无机晶体之总称。

光学晶体 声光晶体 激光晶体
电光晶体 磁光晶体 非线性晶体
光折变晶体 闪烁晶体


部分光功能晶体 部分光功能晶体
氟化镁晶体（光学）
氟化钡晶体 （闪烁 ）
KTP晶体 （非线性）
钒酸钇晶体(双折射)
KDP晶体 （电光） 铌酸锶钡晶体（光折变）
掺钕三硼酸钙氧钇 （激光）


问题提出：
随着科技进步和社会发展，人们对于功能晶 体需求的数量越来越大，对性能要求也越来越 高，自然界中出产的各种天然晶体已远远不能满 足人们的要求： • 天然晶体作为地球亿万年来逐渐积累的自然资 源，其储量是有限的。

• 由于自然条件的自发性，天然晶体不可避免有 较多的各种缺陷，其纯净度和单晶性也远不能和 人工晶体相比。

• 由于地球在演化过程中条件属于自然条件，不 可能生长出那些只有极端条件下才能生长的晶体。

人工晶体的优势： 具有较高的完整性，包括结构完整性和 组成完整性等； 具有可控的生长规律和生长习性； 在适当的环境和设备条件下，可合成出 具有较高实用价值或满足特定需要的晶 体，包括自然界不存在的晶体品种。

§2 晶体材料的制备合成
按照晶体组分解离手段的不同，人工晶体的制备方法主要有三大类:
溶液法熔体法气相法
饱和曲线和过饱和曲线。