第三章 溶液法生长晶体
第三章 晶体生长
A
B
图3-11 共晶系相图
LE ⇄(C + D)
第二节 相图及其在晶体生长中的应用
• 共晶反应过程
具有共晶成分的合金溶液，温度降到E点 时，开始同时从液体中开始析出成分为C的α 相和成分为D的β相，两相的相对含量可以用 杠杆定律求出
A
B
继续降温，最终形成α相和β相的机械混合物 ，但是晶体的总体成分仍是共晶成分。 形成的两相混合物具有显微组织特征。
①两种组分中金属原子或离子的半径必须接近，其半径差要小于15% ，否则，不同大小的原子或离子产生的晶格畸变将很大，以致影响 固溶度； ②两种组分必须具有相同的晶体结构，否则固体中将出现不同结构 的相，或固溶度仅限于一定范围； ③金属原子必须具有相同的价电子数，否则价电子数之差有可能导 致形成化合物而不形成固溶体； ④金属原子必须具有几乎相同的电负性，如果两种金属具有显著地 电负性差，则将倾向于形成金属间化合物。
L L+ L+
相图分析
相和相区与共晶相似 包晶线PDC：该线成分对应的合金在该 温度下发生包晶反应。该反应是液相L 包着固相, 新相β在L与α的界面 上形核，并向L和两个方向长大。
+
图3-12 包晶系相图
第二节 相图及其在晶体生长中的应用
• 包晶反应过程
第二节 相图及其在晶体生长中的应用
下面以凝固结晶为例说明形核过程： 短程有序（Short range order）：由于液态金属中有序原子集团的尺 寸很小，所以把液态金属结构的特点概括为短程有序（长程无序）， 通常用团簇结构cluster来表征。 晶胚（Embryo）：温度降低至熔点以下时，这些近程有序的原子集 团就成为均匀形核的晶胚，尺寸会增大。晶胚内部原子呈晶态有序 排列，而外层原子与液体中不规则排列的原子相接触构成界面。 晶核（Nucleus）：当具备结晶条件时，大于一定尺寸的晶胚就会成 为晶核。
晶体生长与溶液结晶技术
晶体生长与溶液结晶技术晶体，是指在固体物质中，原子、离子或者分子以规则的排列方式组成的周期性结构。
晶体的研究与应用领域十分广泛，涉及材料科学、化学、物理学等不同学科。
而晶体生长和溶液结晶技术，是晶体领域中的重要研究方向之一。
本文将探讨晶体生长的原理、溶液结晶技术的应用以及相关发展。
一、晶体生长的原理晶体生长是指在固体物质中形成晶体结构的过程。
它的基本原理是溶质物种从溶液或气体中聚集，逐渐形成晶核，并通过在晶核周围的晶体表面上的晶体生长点生长，最终形成完整的晶体。
晶体生长过程中，涉及到溶解、扩散、吸附、聚集等一系列物理化学过程。
其中，影响晶体生长最关键的因素包括温度、浓度、pH值、溶剂、晶种等。
晶体生长的机制主要有两种，即溶液生长和气相生长。
溶液生长是指晶体从溶液中生长的过程，常见的溶液生长机制包括溶解度控制、扩散控制和界面控制；而气相生长则是指晶体从气体相中生长的过程，常见的气相生长机制包括气固界面热扩散和气相反应。
二、溶液结晶技术的应用溶液结晶技术是指利用溶液中物质的溶解度等特性，通过控制溶液条件、结晶条件等，实现晶体的生长和结晶。
溶液结晶技术在制备晶体材料、纯化物质等方面有着广泛的应用。
1. 制备晶体材料溶液结晶技术在制备晶体材料中具有重要意义。
通过调节溶液中的温度、浓度、pH值等条件，可以控制晶体的生长速率和晶体的尺寸、形态等。
利用溶液结晶技术，可以制备各种晶体材料，如金属晶体、半导体晶体、无机晶体等。
2. 纯化物质溶液结晶技术在纯化物质中也起到关键作用。
利用溶液结晶技术，可以将溶液中的杂质分离出来，获得较纯的物质。
例如，通过溶液结晶技术可以制备高纯度的盐类、化合物等。
3. 药物制剂溶液结晶技术在制备药物晶体方面具有广泛应用。
通过调节药物溶液中的条件，可以控制晶体的生长速率和晶型，从而调控药物的溶解度、稳定性和生物利用度。
这对于药物研发和制剂具有重要意义。
三、晶体生长与溶液结晶技术的发展随着科技的不断进步，晶体生长与溶液结晶技术也在不断发展。
半导体材料第3章晶体生长课后答案
第三章、晶体生长一、名次解释：⑴均匀成核：在亚稳定相中空间个点出现稳定相的几率相等的成核过程，是在体系中直接形成的自发过程。
⑵*非均匀成核：稳定相优先出现在体系中的某些局部区域的成核过程，如在体系中的外来质点（尘埃、籽晶、衬底等）上的成核。
⑶成核过程：在一定的驱动力下，借助于能量涨落越过位垒而形成晶核的过程。
⑷临界半径：在晶体成核过程中，体系自由能总的变化量ΔG达到最大时所对应的半径r*称为临界半径。
⑸*自然对流：在重力场中由于温度的不均匀，导致热膨胀的差异从而引起流体密度的差异产生浮力。
当浮力克服了粘滞力，自然对流就发生。
⑹强迫对流：人为对熔体进行搅拌（晶体和坩埚旋转、磁场）造成的对流，由离心力、向心力最终由表面张力的梯度驱动。
2、*分别写出均匀成核与非均匀成核的临界晶核半径、形核功并说明为什么通常非均匀成核比均匀成核要容易？答：3、*简述Kossel模型和Frank模型要点。
答：⑴Kossel模型要点：在晶格上的不同位置，吸附原子的稳定性是不同的，和吸附原子与晶体表面上最近邻、次近邻原子间相互作用情况有关。
晶体表面不同格点位置所受的吸引力是不相同的。
(*完整突变光滑面)⑵*Frank模型要点：在生长晶面上，螺旋位错露头点可作为晶体生长的台阶源（自然二维晶核），当生长基元（原子或分子）扩散到台阶处，台阶便向前推进，晶体就生长了。
（*非完整突变光滑面）4、写出杰克逊因子的表达式并指出各参数的物理意义。
答：*杰克逊因子（相变熵）：α=L0/kT E·y1/ν第一因子：L0/kT E，它取决于体系的热力学性质，L0为单个原子相变时内能的改变，可近似的看成相变潜热，L0/T E为单个原子的相变熵。
第二因子：y1/ν，取决于晶体结构和晶界的取向，v为晶体内部一个原子的近邻原子数，y1为原子在界面内水平方向的近邻原子数。
此因子叫作取向因子，反应出晶体的各向异性。
5、写出熔体生长时单晶炉内热场的基本要求并作出解释（合理热场的基本条件）。
第三章 晶体生长
(3)气相生长:气体固体
从气相直接转变为固相的条件是要有足够低的蒸气压。 例子: 在火山口附近常由火山喷气直接生成硫、碘或氯化钠 的晶体。 雪花就是由于水蒸气冷却直接结晶而成的晶体 气体凝华:物质从气态直接变成固体 (气体升华?固态气态) 化学气相沉积(CVD)
2.晶体形成的热力学条件(掌握)
光滑界面：界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子所占满，只留下 少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。 光滑界面也称“小晶面”或“小平面”。
四、晶体生长的两种主要理论(了解)
一 层生长理论
柯塞尔1927年首先提出,后来被斯特兰斯基加以发展
内容:
它是论述在晶核的光滑表面上生长一层原子面时，质 点在界面上进入晶格“座位”的 最佳位置是具有三面凹入角的位置 其次具有二面凹入角的位置； 最不利的生长位置吸附分子和孔。 由此可以得出如下的结论 即晶体在理想情况下生长时，先长一条行，然后长相邻 的行。在长满一层面网后，再开始长第二层面网。晶面 (最外的面网)是平行向外推移而生长的。这就是晶体的 层生长理论
固体与晶体的转化：转变潜热 固体与液体的转化：熔解潜热 液体与气体的转化：蒸发潜热 固体与气体的转化：升华潜热 任一潜热L都与系统压力、体积、温度等条件 有关
3.晶核的形成(理解)
热力学条件满足后,晶体开始生长 晶体生长的一般过程是先形成晶核,然后 再逐渐长大. 三个生长阶段:
介质达到过饱和或者过冷却阶段 成核阶段nucleation(均匀成核,非均匀成核) 生长阶段crystal growth
1.气固相转变
定义=p1/p0 为饱和比, 即初态压强/末态压强 = -1 过饱和比, 相变条件: p1p0,或者 1 (即有一定的过饱和度)
晶体生长方法之溶液法
晶体生长方法简介不同晶体根据技术要求可采用一种或几种不同的方法生长。
这就造成了人工晶体生长方法的多样性及生长设备和生长技术的复杂性。
以下介绍现代晶体生长技术中经常使用的几种主要方法一熔体生长法这类方法是最常用的，主要有提拉法（又称丘克拉斯基法）、坩埚下降法、区熔法、焰熔法（又称维尔纳叶法）等。
提拉法此法是由熔体生长单晶的一项最主要的方法，被加热的坩埚中盛着熔融的料，籽晶杆带着籽晶由上而下插入熔体，由于固液界面附近的熔体维持一定的过冷度、熔体沿籽晶结晶，并随籽晶的逐渐上升而生长成棒状单晶。
坩埚可以由高频感应或电阻加热。
半导体锗、硅、氧化物单晶如钇铝石榴石、钆镓石榴石、铌酸锂等均用此方法生长而得。
应用此方法时控制晶体品质的主要因素是固液界面的温度梯度、生长速率、晶转速率以及熔体的流体效应等。
坩埚下降法将盛满材料的坩埚置放在竖直的炉内炉分上下两部分，中间以挡板隔开，上部温度较高，能使坩埚内的材料维持熔融状态，下部则温度较低，当坩埚在炉内由上缓缓下降到炉内下部位置时，材料熔体就开始结晶。
坩埚的底部形状多半是尖锥形，或带有细颈,便于优选籽晶,也有半球形状的以便于籽晶生长。
晶体的形状与坩埚的形状是一致的，大的碱卤化合物及氟化物等光学晶体是用这种方法生长的。
区熔法将一个多晶材料棒，通过一个狭窄的高温区，使材料形成一个狭窄的熔区，移动材料棒或加热体，使熔区移动而结晶，最后材料棒就形成了单晶棒。
这方法可以使单晶材料在结晶过程中纯度提得很高，并且也能使掺质掺得很均匀。
区熔技术有水平法和依靠表面张力的浮区熔炼两种。
焰熔法这个方法的原理是利用氢和氧燃烧的火焰产生高温，使材料粉末通过火焰撒下熔融，并落在一个结晶杆或籽晶的头部。
由于火焰在炉内形成一定的温度梯度，粉料熔体落在一个结晶杆上就能结晶。
焰熔法的生长原理如下，小锤敲击料筒震动粉料，经筛网及料斗而落下，氧氢各自经入口在喷口处，混合燃烧，结晶杆上端插有籽晶，通过结晶杆下降，使落下的粉料熔体能保持同一高温水平而结晶。
纳米晶体的生长与组装技巧分享
纳米晶体的生长与组装技巧分享纳米晶体在过去几十年中成为了材料科学领域的研究热点。
纳米晶体的小尺寸使其具备了许多独特的物理和化学性质，因此引起了广泛的关注。
为了实现纳米晶体的应用，研究人员不断努力寻找各种制备方法和技巧，以实现纳米晶体的有效生长和组装。
本文将分享一些关于纳米晶体生长与组装的技巧，以期为相关研究人员提供帮助和借鉴。
一、气相法生长纳米晶体气相法是一种常用的纳米晶体生长方法。
在气相法生长纳米晶体时，可以根据所需的材料和结构选择适当的沉积技术，例如化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和气体聚合物化学沉积（GPCVD）等。
下面是一些气相法生长纳米晶体的技巧：1. 温度和时间控制温度和时间是影响纳米晶体生长的重要因素。
通过调节反应温度和反应时间，我们可以控制纳米晶体的尺寸和形态。
通常，较低的温度和较短的时间可以得到更小的纳米晶体。
2. 催化剂的选择催化剂在气相法生长纳米晶体中起到了至关重要的作用。
催化剂的选择对纳米晶体的尺寸和形态具有重要影响。
合适的催化剂可以提供活性表面，催化反应物在表面上发生吸附和反应。
常用的金属催化剂包括铁、镍、钴等。
3. 气氛控制在气相法生长纳米晶体时，气氛的组成对纳米晶体的生长具有重要影响。
通过调节气体流量和气氛成分，可以控制纳米晶体的尺寸、形态以及晶体质量。
一些气体，如氢气，可以有效地调控纳米晶体的生长。
二、溶液法生长纳米晶体溶液法是另一种广泛使用的纳米晶体生长方法。
使用溶液法生长纳米晶体时，可以通过控制晶体生长的条件来实现纳米尺寸的调控和组装。
以下是一些溶液法生长纳米晶体的技巧：1. 溶剂选择和控制在溶液法生长纳米晶体时，溶剂的选择和控制非常重要。
合适的溶剂可以提供适当的溶剂参数，如溶解度、溶液浓度和溶液粘度等，从而控制纳米晶体的生长速率和尺寸。
此外，通过控制溶液的浓缩度和温度，也可以调控纳米晶体的生长。
2. 添加剂的引入添加剂是溶液法生长纳米晶体时常用的技巧之一。
晶体生长过程
晶体生长过程一、晶体生长的概述晶体是由具有一定规律排列的原子、离子或分子组成的固体物质，它们在自然界中广泛存在。
晶体生长是指从溶液或气态中将原料分子聚集成晶体的过程。
这个过程涉及到许多因素，如温度、压力、浓度、溶剂等。
二、晶体生长的分类根据晶体生长的方式和条件，可以将其分为以下几类：1. 溶液法：将溶质加入溶剂中，通过控制温度和浓度来促进晶体生长。
2. 气相法：通过在高温下使气态原料在固相表面上沉积而形成晶体。
3. 熔融法：将物质熔化后，在适当条件下冷却结晶形成晶体。
4. 生物合成法：利用生物细胞或酵素来控制晶种生成和调节结构。
三、溶液法晶体生长的步骤1. 源液制备：根据需要选择适当的原料和溶剂，并按照一定比例混合制备源液。
2. 清洁容器：选用干净的容器，并用去离子水或其他清洗剂进行清洗，避免污染源液。
3. 源液加热：将源液加热至适当温度，以促进晶体生长。
4. 晶种制备：将晶种（已有的微小晶体）加入源液中，以便新的晶体可以在其上生长。
5. 晶体生长：在温度和浓度控制下，源液中的原料分子逐渐聚集形成新的晶体。
这个过程需要一定时间，并且需要不断地添加原料和调节条件。
6. 分离和洗涤：当晶体生长到一定大小后，需要将其从溶液中分离出来，并用去离子水或其他溶剂进行洗涤和干燥。
四、影响晶体生长的因素1. 温度：温度是影响晶体生长速率和结构的重要因素。
通常情况下，温度越高，晶体生长速率越快。
2. 浓度：浓度也是影响晶体生长速率和结构的关键因素。
一般来说，浓度越高，晶体生长速率越快。
3. 溶剂选择：不同的溶剂对晶体生长的影响也不同。
有些溶剂可以促进晶体生长，而有些则会抑制晶体生长。
4. 晶种：晶种的质量和数量对晶体生长也有很大的影响。
好的晶种可以提高晶体生长速率和质量。
5. 搅拌：搅拌可以使源液中的原料分子更加均匀地分布，从而促进晶体生长。
6. pH值：pH值对于一些化学反应和分子聚集也有很大影响，因此它也会影响晶体生长。
晶体制备 第三章
相图的作用： 相图的作用：
• 预示不同条件下可能出现的各种组态以及条件 改变时,各种组态可能发生转变的方向和限度； 改变时,各种组态可能发生转变的方向和限度； • 了解体系在不同条件下的相转变及相平衡存在 的状态； 的状态； • 为提高已有材料的性能及设计、 为提高已有材料的性能及设计、开发和研制新 材料提供重要依据； 材料提供重要依据； • 预测材料的性能，为制定材料的制备、 预测材料的性能，为制定材料的制备、合成和 加工工艺提供参考依据。 加工工艺提供参考依据。
相平衡三要素： 相平衡三要素： 三要素
力学平衡 热平衡 化学平衡 合力为零 ∆T = 0 任一组元在各相 相等， 中的 µ 相等，
四个普适定律（ 四个普适定律（理）：
相律: 相律: 对于一个达到相平衡的系统而言，定有： 对于一个达到相平衡的系统而言，定有：
F =C−P+n
杠杆定理: 杠杆定理: 计算两相区内平衡存在的两个相的相 对质量。 对质量。 相平衡定律: 相平衡定律: 体系中各相的数量并不影响这些相 的平衡组成和性质。 的平衡组成和性质。 质量作用定律: 单位时间从相（ 转化到相（ 质量作用定律: 单位时间从相（1）转化到相（2） 的分子数应当与该组分在相（ 的分子数应当与该组分在相（1）中的有效浓度 成正比；反向转化的分子数应当与它在相（ 成正比；反向转化的分子数应当与它在相（2） 中的有效浓度成正比。 中的有效浓度成正比。
1865
G : 3Y2O3 • 5Al2O3 (YAG) M : 2Y2O3 • Al2O3
P : Y2O3 • Al2O3 (YAP)
M +G
Y2O3
M
P
摩尔分数
G
Al2O3
Y2O3 − Al2O3 二元系相图（部分） 二元系相图（部分）
溶液法生长单晶
定义：溶液法生长晶体是指首先将晶体的组 成元素（溶质）溶解在另一溶液（溶剂）中， 然后通过改变温度、蒸汽压等状态参数，获 得过饱和溶液，最后使溶质从溶液中析出， 形成晶体的方法。
• 溶液法生长单晶主要包括低温溶液、热液、 和高温热液等生长方法。 • 低温溶液培育单晶优点：i) 温度低，易于选 择仪器装置;ii) 易生长均匀性良好的大块单 晶iii) 晶体外形完整可用肉眼观察生长过程。 缺点：i) 组分多，杂质不可避免；ii) 生长速 度慢，周期长；iii) 晶体易于潮解，应用的 温度范围窄。 一、 低温溶液法 低温溶液单晶法又可分为降温法、蒸发法、 凝胶法。
1、降温法
• 原理：程控降温，使溶液 始终处于亚稳相和适宜的 过饱和度状态，促使晶体 正常始终 • 操作技术要点： 1、配制溶液，测定 溶液饱和点和稳定性； 2、溶液过热处理 2~3 小时；预热晶种装槽时， 使晶种微溶； 3、长成后，放出溶液， 降至室温，取出晶体， 进行干燥
2、蒸发法
• 原理：将溶剂不断的 蒸出，从而保证溶液 始终处于过饱和状态。 • 技术要求与降温法基 本相同，不同之处是 根据冷凝水的蒸发量 来确定晶体生长情况， 即随着晶体的长大逐 渐增加蒸发量
ห้องสมุดไป่ตู้
三、热液法
• 热液法生长单晶，又分为水 热法和溶剂热法，区别为溶 剂不同。 • 热液法生长操作要点：装料 ----将原料装入高压釜底部 溶解区，籽晶高悬在顶部生 长区，釜内转满溶剂介质矿 化剂和水；晶体生长----温 差产生强烈对流，使熔融原 料进入生长区，形成过饱和 溶液，析晶
1、缓慢降温法
• 计算机程控降温。
• 注意起始时，籽晶较 小，需精确控制降温 速度，以免籽晶产生 缺陷和杂晶
《从溶液中生长晶体》课件
熔体法：生长速度快，晶体的 纯度及完整性高
提拉法 下降法 浮区法 焰熔法 凝固析晶法 泡生法 助熔剂法 导模法
气相法：生长速度慢，晶体 纯度高、完整性好，宜于薄 膜生长
升华法 化学气相沉积法
固相法：主要靠固体材料中的扩 散使非晶或多晶转变为单晶，由 于扩散速度小，不宜于生长大块 晶体
高压法、再结晶法 4
26
缺点： ① 需要特殊的高压釜及防护措施。 ② 优质籽晶需要选配适当大小的。 ③ 整个生长过程不能观察。
27
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特点： ① 适于温度溶解度系数为正值的物质。 ② 起始温度一般50℃一60℃。 ③ 降温区间以15—20℃为宜
温度溶解度系数：K= △W／△T。 △W：在一定压力下，物质在溶剂中溶解 的变化量； △T：温度的变化量。 K：值可正，可负，分别表示溶解度随温 度的升高而增大或减小据此可计算出任一 温度下的溶解度。
17
适宜于蒸发法生长的几种材料
关键：需要仔细控制蒸发量，使溶液始终 处于亚稳过饱和，并维持一定的过饱和度， 使析出的溶质不断在籽晶上长成单晶－由 于温度保持恒定，晶体的应力较小。
18
4、凝胶法
凝胶法又称扩散法或 化学反应法。它是以凝 胶(最常用的是硅胶)作 为扩散和支持介质，使 一些在溶液中进行的化 学反应，通过凝胶扩散 缓慢进行，使溶解度较 小的反应产物在凝胶中 逐渐形成晶体。
19
生长过程： 将两种可溶性的反应物扩散到一份凝
胶中，胶状结构提供了离子扩散的理 想介质，并且可以使离子彼此隔离， 直到发生所需要的反应，最终形成一 种非溶性的结晶反应物而在凝胶中析 出。
如：酒石酸钙的反应：
H2C4H406+CaCl2=CaC4H406·4H2 O↓+2HCl
晶体生长方法简介
05
晶体生长的前沿和挑战
Chapter
晶体生长的前沿和挑战
• 晶体生长是一个复杂的过程，涉及到多个因 素和步骤。为了更好地理解和控制晶体生长 ，需要对其研究前沿和挑战有深入的认识。
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光学晶体：通过固相法可以 制备高质量的光学晶体，如 蓝宝石、石英等，用于光学 器件和激光器等领域。
功能陶瓷：利用固相法晶体 生长技术，可以制备具有特 殊功能（如压电、铁电、热 电等）的陶瓷材料。
这些应用实例体现了固相法 晶体生长在材料科学和工程 技术领域的重要性。通过不 断优化生长条件和技术手段 ，可以进一步拓展固相法晶 体生长的应用范围和提高晶 体质量。
籽晶法
通过提供一个籽晶作为生 长核，在适宜的条件下， 使晶体从籽晶开始逐渐生 长。
熔融法
将原料加热至熔融状态， 然后在控制条件下慢慢冷 却，从而在熔融固体中形 成晶体。
气相沉积法
通过气相反应在固相基底 上沉积晶体材料，进而实 现晶体的生长。
固相法晶体生长应用与实例
半导体材料：固相法晶体生 长在半导体材料制备中具有 广泛应用，如硅、锗等半导 体的单晶生长。
气相法晶体生长应用与实例
1 2
半导体工业
化学气相沉积用于生产大面积、高质量的硅、锗 等半导体材料晶体，满足电子器件的需求。
光学涂层
物理气相沉积用于制备光学薄膜和涂层，如增透 膜、高反膜等，提高光学元件的性能。
3
纳米材料合成
通过控制气相法中的生长条件，可以合成具有特 定形貌和尺寸的纳米晶体，应用于催化、生物医 学等领域。
以上这些方法各有特点，适用于不同类型的晶体 和生长条件。在实际应用中，需要根据具体需求 和条件选择合适的方法来进行晶体生长研究。
光学晶体生长实验方法介绍
光学晶体生长实验方法介绍随着科技的不断进步，光学晶体作为一种重要的功能材料，在现代工业和科学研究中起着重要的作用。
光学晶体的生长方法研究不仅可以提高光学晶体的质量和产量，还能探索新的结构和性能。
本文将介绍几种常见的光学晶体生长实验方法。
1. 溶液法生长溶液法生长是一种常用的光学晶体生长方法。
它通常包含两个步骤：溶液制备和结晶生长。
首先，将所需的晶体溶质和溶剂按照一定比例混合并搅拌。
然后，通过控制温度和溶液浓度等条件，使得溶解度逐渐减小，晶体开始在溶液中逐渐生长。
这种方法常用于生长硫化物、蓝宝石和铁镍氧化物等晶体。
2. 熔融法生长熔融法生长是一种将粉末材料在高温下熔融并冷却过程中生长晶体的方法。
首先，将所需的晶体材料研磨成粉末，并将其放入高温熔融炉中。
在达到适当的温度后，材料开始熔化，然后缓慢冷却，使晶体逐渐生长。
熔融法生长适用于生长铁电晶体、铁磁晶体和半导体晶体等高温材料。
3. 工艺划线法生长工艺划线法生长是一种通过在晶体种子上刻画出所需结构并在固体状态下生长晶体的方法。
这种方法常用于生长非晶态薄片和光学光纤晶体。
通过在晶体种子表面划画出所需图案，然后将材料进行烧结和烧蚀处理，使得晶体随着图案的生长逐渐形成所需结构。
这种方法可以生长出优异的光学和磁性性能的晶体。
4. 蒸发法生长蒸发法生长是一种通过蒸发溶液中的溶剂，使溶质逐渐结晶生长的方法。
它通常包含两个步骤：溶液制备和结晶生长。
首先，将所需的晶体溶质和溶剂按照一定比例混合并搅拌。
然后，将混合溶液放置在浅盘中，随着溶剂的蒸发，晶体开始逐渐在溶液表面生长。
这种方法适用于生长磷酸铝、三氧化二砷和硫酸钾等溶解度较高的晶体。
5. 气相转化法生长气相转化法生长是一种通过气相反应在固定的衬底上生长晶体的方法。
首先，将具有所需元素的气体流经高温炉管中，并与衬底反应形成晶体。
这种方法常用于生长碳化硅、氮化铝和氧化锌等晶体。
以上介绍的几种光学晶体生长实验方法只是其中的一部分，还有许多其他方法，如激光化学气相沉积法和分子束外延法等。
晶体生长技术
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15
其它体块晶体的生长方法及实例： 水热法（Hydrothermal method）
➢ 高 质 量 低 位 错 密 度 的 石 英 晶 体 （ Vniisims/Russia and Sawyer/USA)；ZnO
高温溶液法（High-temperature solution growth）
成核控制 生长速率 直径控制
不仅可以用无坩埚过程培养出籽晶， 而且可生长出质量较好的单晶。
1902年，开始工业晶体生产—红宝石和蓝宝石。
多年以来，这种生长方法不断改进，原理没有改变。
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Stages of flame-fusion (Verneuil) growth of ruby
熔体中提拉出低熔点的金属纤维。但他从来没想到进行从熔 体中提拉出晶体的研究。
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1949 年 ， 在 International Crystal Growth Meeting in Bristol UK，没有提到 Czochralski 法。
随着晶体管的发现，对半导体单晶（锗）的需求增大。
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§3.1 晶体生长方法的发展
❖ 1890年，法国科学家Verneuil（维尔纳叶）发明了焰熔法。 (flame-fusion growth method, Verneuil method) ——用于生长红宝石和蓝宝石晶体（熔点2000oC）。 Verneuil——founder of crystal growth technology. 无坩埚生长过程，设备简单。
主要用于在手表工业和仪器仪表工业中 作轴承用。
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合成星光红宝石
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chap3 晶体的生长规律
六、 影响晶体生长的外部因素
1.涡流 涡流 晶体在生长时，周围溶液中的溶质粘附于晶 体上，溶质浓度降低，晶体生长时放出的热量，使 溶液比重减小。由于重力的作用，轻的上浮，周围 重的补充进来，从而形成涡流。晶体生长时涡流向 上，而溶解时则相反。涡流使溶液物质供给不均匀， 有方向性，因而使处于不同位置的晶体形态特征不 同。
A、B、C指PBC键链方向 、 、 指 键链方向
4.几何淘汰率 落在生长基 几何淘汰率:落在生长基 几何淘汰率 地上的晶核可以取各种不 同的方位，但成长到一定 同的方位， 阶段后就只有那些最大生 长速度方向与基地垂直的 晶体才能继续成长。 晶体才能继续成长。
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ
B C D C B D
120o 120o 120o
120o 120o
120o
120o
4．晶体由小长大，许多晶面向外平行 移动的轨迹形成以晶体中心为顶点的 锥状体，称为生长锥
所谓面角恒等是指：成分和结构均相同的所有晶体，不论它
们的形状和大小如何，一个晶体上的晶面夹角与另—些晶体 上相对应的晶面夹角恒等。夹角恒等，当然面角也恒等。如 下图所示的三个石英晶体．尽管它们的形态互异，但其上的 晶面m与m，r与m，r与z之间的面角都分别为60°、38°13´， 和45°16´，即：m∧m＝60°，r∧m＝38°13´，r∧z＝ 45°16´ 同种晶体间表现在面角上的这种关系，即称为面角恒等定律。
2 1
面
质点优先进入顺序： （1）1 ＞ 2 ＞ 3
三 面 凹 角
1
3
（2）质点
行列
面网
（3）层层向外
④晶体的理想生长过程
在晶核的基础上先长满一个行列，再长相邻的行列； 在晶核的基础上先长满一个行列，再长相邻的行列； 直到长满一层面网； 直到长满一层面网； 长满一层面网以后，再长相邻的面网，如此逐层向外推移； 长满一层面网以后，再长相邻的面网，如此逐层向外推移； 生长停止后，最外层的面网就是实际晶面，相邻面网的交棱 生长停止后，最外层的面网就是实际晶面， 就是实际晶棱。整个晶体就成为被晶面包围的几何多面体。 就是实际晶棱。整个晶体就成为被晶面包围的几何多面体。
溶液法晶体生长
溶液法晶体生长一、基本原理：溶液法晶体生长是首先将晶体的组成元素（溶质）溶解在另一溶液（溶剂）中，然后通过改变温度、蒸汽压等状态参数，获得过饱和溶液，最后使溶质从溶液中析出，形成晶体的方法。
二、选择溶剂的一般原则：（1）化学性能稳定、（2）对溶质的溶解度、（3）合适的熔点、（4）蒸汽压、（5）溶质扩散、（6）黏度、（7）环境影响。
三、溶液法晶体生长技术的应用目前，溶液法晶体生长技术被很多人用于研究合成人工宝石、磁性材料及硅酸盐、钨酸盐晶体等方面。
在长期的实践当中，人们发展了多种溶液法晶体生长技术，如高温溶液法、助溶剂法、水热法、液相电沉积法等。
下面就简单介绍这几种方法以及研究者们利用这些方法所得到的材料。
1、高温溶液生长采用高熔点的物质作溶剂，在较高的温度下进行溶液法晶体生长的方法称为高温溶液法。
除了需要控制较高的温度条件外，高温溶液法与普通溶液法晶体生长方法没有本质的区别。
高温溶剂的选择与普通溶剂的选择原则也是一致的。
2、助溶剂法，溶液法晶体生长技术过程要求溶质在溶液中有一定的溶解度，并且该溶解度是随着温度或者压力的变化而发生改变的。
但某些晶体材料在常用的溶剂中溶解度太低而无法实现溶液法生长。
人们发现向溶剂中加入合适的第三种铺助组元可以提高溶质在溶剂中的溶解度，从而有利于溶液法晶体生长的实现。
这种通过向溶剂中加入辅助组元改变其溶解度，实现溶液法晶体生长的方法称为助溶剂法，所添加的辅助组元则称为助溶剂。
3、水热法，水热法是以水为溶剂，通过加入其他助溶剂提高溶液溶解度，进行溶液法晶体生长的方法。
用水热法得到的晶体位错密度较低，可以生长出极少缺陷、去想好、完美的晶体，并且能够合成与开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物，此外，水热法晶体具体有较快的生长速率等等优点。
4、液相电沉积法，液相电沉积法（或简写为LPEE）是利用电场进行溶液法晶体生长过程控制的一种方法。
四、液相沉积法晶体生长的优点为：①可以进行晶体掺杂的控制；②可以改善晶体生长界面形貌并控制结构缺陷；③有助于控制晶体中的位错密度；④可改善晶体的电子结构；⑤根据不同元素迁移特性的不同，可以利用电沉积法从三元或四元溶液中进行晶体生长。
材料化学中的晶体生长技术方法
材料化学中的晶体生长技术方法晶体在材料科学和化学领域中具有重要地位。
它们的晶格结构和晶面定向使得晶体具有特殊的物理和化学性质。
晶体生长技术是制备高质量晶体的关键步骤，而不同的晶体生长技术方法则从不同的角度满足了材料学家和化学家对于特定晶体的需求。
一种常见的晶体生长技术方法是溶液法。
溶液法通过控制溶液中溶质的浓度、温度和pH值等条件，使溶质逐渐沉积在晶体上。
特定的溶液浓度可用于控制晶体的尺寸和形态。
例如，金属盐类的溶液法生长可以通过调整浓度来控制单晶和多晶的生长。
此外，通过溶液法生长的晶体可能还会受到添加剂和掺杂物的影响，这在一定程度上可以改变晶体的性质和功能。
另一种晶体生长技术方法是熔融法。
熔融法通过将所需化合物熔化并逐渐冷却以形成晶体。
这种方法适用于许多金属和非金属晶体。
在熔融法中，晶体生长的速度和晶体尺寸可以通过控制冷却速度和熔化温度来调节。
例如，通过快速冷却可以制备非晶体材料，而通过缓慢冷却可以制备具有单晶结构的晶体。
气相沉积是一种常用的气相生长技术，它通过在气态中控制反应物的浓度和温度来促使晶体生长。
该方法主要适用于无机和有机材料的制备。
例如，化学气相沉积可以制备二维材料如石墨烯。
气相沉积方法可以在不同的条件下产生不同形态和尺寸的晶体。
除了传统的晶体生长方法，还有一些新颖的技术正在被开发和研究。
一个例子是模板法，它利用有机或无机模板物作为晶体生长的模板。
通过调控模板的形状和大小，可以控制晶体的生长方向和尺寸。
另一个例子是电化学沉积法，它利用电化学反应来控制晶体在电极表面的生长。
这种方法可以制备出具有特定形态和尺寸的晶体。
总之，在材料化学中，晶体生长技术方法的选择取决于所需晶体的特定性质和应用。
溶液法、熔融法、气相沉积以及新颖的晶体生长方法如模板法和电化学沉积法都是在不同情况下满足特定需求的有效工具。
科学家和工程师们不断探索新的晶体生长方法，以制备出更多种类和品质的晶体，进一步推动了材料科学和化学领域的发展。
晶体生长建立完美晶体的方法与机制
晶体生长建立完美晶体的方法与机制晶体是由原子、离子或分子组成的固体物质，在自然界和人工合成过程中广泛存在。
然而，要获得完美的晶体并非易事。
晶体的生长过程涉及复杂的物理化学机制，需要严格控制条件和有效的方法。
本文将介绍晶体生长建立完美晶体的方法与机制。
方法一：溶液法生长晶体溶液法是一种常见且有效的晶体生长方法。
其基本原理是将溶液中的溶质逐渐转变为晶体形态。
在实际操作中，可以通过以下步骤来建立完美晶体：1. 选择合适的溶剂和溶质：溶剂的选择应与溶质相容，并具有适当的溶解度。
溶质应具有较高的纯度，以避免杂质对晶体生长的影响。
2. 控制溶液饱和度：调整溶液中的溶质浓度，使其略高于饱和浓度。
通过加热、搅拌等方式，提高饱和度，促进晶体生长。
3. 提供适当的晶种：添加一个小晶体作为晶种，可以促进晶体在溶液中生长的起始。
选定的晶种应与目标晶体具有相似的晶格结构和晶面。
4. 控制生长条件：温度、pH值、搅拌速度等生长条件的控制非常关键。
合适的条件可以影响晶体的形貌、尺寸和纯度。
5. 定期补充溶质：为了保持溶液中溶质浓度的稳定，需要根据实际情况定期补充溶质。
6. 控制生长速率：过快或过慢的晶体生长速率都可能导致晶体缺陷的形成。
可以通过调整溶液饱和度和生长条件来控制生长速率，以获得更完美的晶体。
方法二：气相沉积法生长晶体气相沉积法是另一种常用的晶体生长方法，实质是通过气体反应在基底表面沉积晶体。
1. 选择适当的气体：气相沉积法依赖于气体反应，因此选择适当的气体对晶体生长非常重要。
常用的气体包括金属有机化合物、卤化物等。
2. 控制反应条件：气相沉积法中的反应条件对晶体生长具有重要影响。
温度、气流量、反应时间等参数需要精确控制。
3. 准备基底：在气相沉积法中，需要提前准备好待生长晶体的基底。
基底应具有适当的结晶面，以便晶体在其上生长。
4. 控制沉积速率：通过调整反应条件中的气体流量和反应时间等参数，可以控制沉积速率。
过快的沉积速率可能导致晶体缺陷的形成，适当的速率可以获得更完美的晶体。
溶液中生长晶体的方法
溶液中生长晶体的方法报告人：刘聪学号：02081042※晶体生长的种类1.从固相中生长晶体2.从液相中生长晶体3.从熔体中生长晶体4.助熔剂法生长单晶5.用气相法生长单晶※溶液中生长晶体1.降温法2.流动法3.蒸发法4.凝胶法5.水热法※降温法基本原理利用物质较大的正溶解度温度系数，在晶体生长过程中逐渐降低温度，使析出的溶质不断在晶体上生长关键：晶体生长过程中掌握适合的降温速度，使溶液处在亚稳态区内并维持适宜的过饱和度要求：物质溶解度温度系数不低于1.5g/kg℃※流动法（温差法）⏹优点：将溶液配置，过热处理，单晶生长等操作过程分别在整个装置的不同部位进行，而构成了一个连续的流程，生长大批量的晶体和培养大单晶并不受晶体溶解度和溶液体积的限制。
⏹图示循环流动育晶装置1.原料2.过滤器3.泵4.晶体5.加热电阻丝※蒸发法⏹基本原理：将溶剂不断蒸发，使溶液保持在过饱和状态，从而使晶体不断生长。
⏹特点：比较适合于溶解度较大而溶解温度系数很小或者是具有负温度系数的物质。
与流动法一样也是在恒温条件下进行的。
※凝胶法基本原理：以凝胶作为扩散和支持介质，使一些在溶液中进行的化学反应通过凝胶扩散，缓慢进行。
优点：适于生长溶解度十分小的难溶物质的晶体。
缺点：在溶液凝胶界面附近浓度剃度较大，容易形成较多的晶核，堵塞扩散路径CaCl2+H2C4H4O6+4H2O CaC4H4O6.4H2O+2HClCaCl2浓溶液含酒石酸的凝胶(a)(b)长成的酒石酸钙晶体※水热法⏹基本原理：利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶于水的物质通过溶解或反映生成该物质的溶解产物，并达到一定的过饱和度而进行结晶和生长的方法。
⏹特点：适于生长熔点很高，具有包晶反映或非同成分熔化而在常温常压下又不溶于各种溶剂或溶解后即分解，且不能再结晶的晶体材料。
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相稳定区和亚稳相生长 （1）相稳定区和亚稳区 许多物质在水溶液中可以形成不同的晶相
例：EDT（CH2NH2）C4H4O6酒石酸乙二胺，在 水溶液中可以形成EDT和EDT· H2O两种晶体 溶解度曲线如下图所示
F点： a)溶液对EDT和EDT· H2O两种晶体均饱和，都 可以生长 b) EDT稳定生长，EDT· H2O亚稳
控制点
掌握好溶液蒸发速度，使溶液始终处于亚稳 过饱和区，保证一定的过饱和度。
特点 温度恒定，因此晶体应力小； 蒸发量不易控制，适宜于生长小晶体
（4）电解溶剂法
原理：电解法分解溶剂，除去溶剂，使溶液 处于过饱和状态
3.4 溶液中培养单晶生长条件 的控制和单晶的完整性
在晶体具有完整性前提下，提高晶体生长 速率和利用率是目标 籽晶： 以结构和成分完全相同的完整晶体的一部 分作为籽晶最好 以结构和成分与生长晶体相似的晶体也可 作为籽晶
饱和溶液：当溶解速率等于结晶速率时， 溶解与结晶处于平衡
溶液浓度表示法
体积摩尔浓Байду номын сангаас（mol）：溶质mol数/1L溶液；
重量摩尔浓度（mol）：溶质mol数/1000g溶剂中；
摩尔分数（x）：溶质摩尔数/溶液总摩尔数； 重量百分数：100g溶液中含溶质g数。
溶解度曲线：不同温度下溶解度的连 线为该物质的溶解度曲线 其是选择从溶液中生长晶体的方法和 生长温度区间的重要依据
溶液处理
1 溶液处理意义和目的
溶液是水溶性晶体生长的母体，其状态决 定了晶体生长特性和晶体质量。高度纯 净，减少杂质，减少有害物质。
2 溶液处理方法 选用试剂级原料，蒸馏水或离子交换水配 制溶液；用微米级以下过滤器过滤；调整 pH值和掺质；
介质对晶体生长的影响
实际晶体都是在一定的介质环境下生长的， 因此介质必然对晶体(外形和完整性)发生影 响．开展这方面的研究，不仅对于培养优质 单晶，而且对于探讨实际晶体的形成问题都 具有重要的意义． 介质对从溶液中生长晶体的影响主要包括以 下几个因素：杂质、溶液中氢离子浓度(pH 值)、温度、过饱和度和介质运动
凝胶法晶体生长类型
复分解化学反应法
络合分解法
络合合成法
氧化还原反应法
溶解度降低法
成核及其控制
控制凝胶密度
控制生长温度
控制溶液浓度
中间体中性凝胶介质分离法
添加活化中心
谢谢！
过饱和度的重要性
实现晶体连续生长： 溶液浓度必须维持在晶体生长区，即亚稳过 饱和区
溶剂的选择考虑因素
溶剂：水、有机溶剂和其他无机溶剂 对溶质的溶解度 合适的熔点 蒸汽压 溶质扩散
粘度
环境影响
化学性能稳定
3.2 溶液中晶体生长的平衡
G RT ln s
式中G是自由能，S是熵 对于过饱和溶液 s > 1，△G < 0，晶体生长是一个自发过程 s 越大， △ G越小，生长驱动力越大
优点：生长温度较低（远低于熔 点）、降低粘度、晶体体积较大、外形 规则、均匀性好、观察生长
缺点：组分多、影响生长因素复 杂、生长速度较慢、控温精度要求高 （可容许温度波动小）
3.1 溶液和溶解度
溶液：溶质和溶剂
溶解度：在一定温度和压力下，一定量的 溶剂中能溶解溶质的量叫溶解度
溶解度大小与温度有密切关系（压力影响 较小） 固态溶质↔溶液中溶质
3.5 凝胶法晶体生长
原理：以凝胶作为扩散和支持介质，使一 些在溶液中进行的化学反应通过凝胶(最常 用的是硅胶)扩散缓慢进行。通过反应物在 凝胶中扩散、反应，进行晶体生长
适于生长
1.溶解度十分小的难溶物质的晶体
2.对热很敏感(如分解温度低或熔点下有相变) 的物质的晶体
凝胶是一种半固体、富液体、高粘滞性且含 有微孔的二组分体系，其中一个组分的分 子键合成三维网络，而另一组分通过渗透 形成连续相。
通过化学反应来控制过饱和度 用亚稳相来控制过饱和度，即利用某些物 质的稳定相和亚稳相的溶解度差别，控制 一定的温度，使亚稳相不断溶解，稳定相 不断生长
（1）降温法
基本原理：利用物质较大的正溶解度温度 系数，在保持溶剂总量不变的情况下，通 过降低温度，使溶液成为亚稳过饱和溶 液，以至于析出的晶体不断结晶到籽晶 上。 使溶液始终处于亚稳过饱和区，保证一定 的过饱和度
一般来说，在生长初期降温速度要慢，到 了生长后期可稍快些。
（2）流动法（温差法）
基本原理：将溶液配制、过热处理、单晶 生长等操作过程分别在整个装置的不同部 位进行，构成一个连续的流程。通过温度 梯度，形成过饱和溶液，进行晶体生长 优点：大批量生产和培养大单晶并不受晶 体溶解度和溶液体积的限制，而只受容器 大小的限制 缺点：设备复杂，必须用泵强制溶液循环 流动
温度对溶解度的影响：
式中：x溶质的摩尔分数，△H固体摩尔溶解热，T为绝对温度，T0是晶体 的熔点，R为气体常数，上式可化为
d ln x dT R
（1）大多数晶体溶解过程是吸热，△ H为正， 温度升高，溶解度增大；反之，溶解度减小 （2）一定温度下，低熔点晶体的溶解度 高于高熔点晶体的溶解度
第三章 溶液法生长晶体
主要内容： 3.1 溶液和溶解度 3.2 溶液中晶体生长的平衡 3.3 溶液法生长晶体的方法 3.4 溶液中培养单晶生长条件 的控制和单晶的完整性 3.5 凝胶法晶体生长
溶液法晶体生长的基本原理 溶液法应用技术
基本原理：将溶质溶解在溶剂中， 采取适当措施，使溶液处于过饱和 状态，进而晶体从中生长。
3.3 溶液法生长晶体的方法
1.对于溶解度温度系数很大的物 质：降温法 2.对于溶解度温度系数较小的物 质：蒸发法 3.对于具有不同晶相的物质：须 选择对所需要的那种晶相是稳定 的合适生长温度区间
过饱和度→晶体生长
根据溶解度曲线，改变温度
采取各种方式(如蒸发、电解)移去溶剂，改 变溶液成分
过饱和度和介质运动
过饱和度 过饱和度是结晶的驱动力，由于不同过饱和度会 产生不同的生长机制，过饱和度对晶体生长速 度、质量和晶体外形影响都很大 介质的运动 对晶体生长速度和完整性都有显著的作用，这种 作用往往又和过饱和度紧密联系在一起。质量传 输和热量传输的主要形式。它影响晶体生长动力 学、杂质浮获、组分均匀性、形态稳定性和成核 作用
过饱和、溶解度
• 过饱和溶液：溶液中溶质含量超过饱和 溶液的含量，但不析出晶体（不稳定） • 过饱和状态：晶体生长的先决条件，只 有过饱和溶液才能形成晶核并逐渐长大
溶液分成稳定区、亚稳区和不稳定区 稳定区：不饱和区，晶体不能生长
亚稳区：过饱和区，在这里不发生自发结 晶，若有外来颗粒（包括籽晶）投入，晶 体就围绕它生长
凝胶法晶体生长的特点
能有效地控制流体的对流、湍流及外界扰动
凝胶的微孔结构有过滤。隔离成核和抑制成核的 作用
凝胶法一般是在近于室温下进行的，所生长的晶 体含有较少的热缺陷，提高了晶体的完整性 凝胶法可降低化学试剂的扩散速度，因此，可以 控制 溶质的扩散速率和成核速率
育晶装置简便，化学试剂用量少，生长晶体品种 多， 适用性广
不稳定区：过饱和区，不过它的过饱和度 比亚温区大，会自发结晶 溶液生长的过程必需控制在亚温区内进 行，若在不稳定区内生长就会出现多晶
由图可见：稳定区晶体不可能生长；不稳 定区晶体可以生长，但是，不可能获得单 一晶体；在亚稳过饱和区，通过籽晶生长 可以获得单晶 过饱和度：浓度驱动力 △c ， △c ＝ c － c* ， （ c 溶液的实际浓度， c* 同一温度下的平衡 饱和浓度） 过饱和比s：s＝c/c*
温度和过饱和度恒定，因此晶体应力小； 温度调节容易，可以选择较低的生长温 度，宜于生长大晶体
（3）蒸发法
基本原理：将溶剂不断蒸发移去，而使溶 液保持在过饱和状态，从而使晶体不断生 长。 适合溶解度较大而溶解度温度系数很小或 是具有负温度系数的物质。 这种装置比较适合于在较高的温度下使用 （60°C以上）
c)溶液对EDT过饱和度大，EDT生长快 E点：
EDT生长，过饱和；EDT· H2O溶解
亚稳相生长：
如果在EDT稳定生长区引入EDT· H2O晶种， EDT· H2O 可以在EDT稳定生长区生长，形成 单一的亚稳相
前提：a)溶液对EDT· H2O 有一定过饱和； b)过饱和度不至于EDT自发形核。
降温法实验要点
要求：晶体对溶液作相对运动，最好是杂乱 无章的运动 关键：掌握合适的降温速度，使溶液始终处 在亚稳区内并维持适宜的过饱和度
合适的降温速度
降温速度一般取决于以下几个因素：
(1)晶体的最大透明生长速度，即在一定条 件下不产生宏观缺陷的最大生长速度。
(2)溶解度的温度系数。 (3)溶液的体积V和晶体生长表面积S之比， 简称体面比。
杂质
杂质影响溶解度和溶液的性质，例如改变 溶解度或溶液的粘度，使有利于晶体的生 长 杂质也会显著地改变晶体的结晶习性(晶癖) 影响晶体质量： (i)进入晶休；
(ii)选择性吸附在一定的晶面上；
(iii)改变晶面对介质的表面能
氢离子浓度(pH)
在水溶液中存在着大量的H＋和OH－，溶液中的氢 离子浓度对晶体生长的影响是很显著的，pH影响 也是相当复杂的 pH影响溶解度，使溶液中离子平衡发生变化
pH改变杂质的活性，即改变杂质络合成水合状 态，使杂质敏化或钝化．pH的作用也可能改变晶 面的吸附能力 pH直接影响晶体生长，通过改变各晶向的相对生 长速度，引起晶体生长习性的变化
温度
生长温度对晶体的习性和质量都有影响， 可以利用生长习性随温度的变化，选择合 适的生长温度以获得所需要的晶癖