晶体生长科学与技术PDF电子书下载

第一章　晶体生长热力学&唐棣生　李沈军 1

1.1　相平衡及相变 2

1.1.1　热平衡 2

1.1.2　力学平衡 3

1.1.3　传质平衡 4

1.1.4　相律 5

1.1.5　相变 8

1.2　相图 13

1.2.1　单元系相图 13

1.2.2　二元系相图 14

1.2.3　三元系相图 29

1.2.4　参阅或绘制相图时的注意事项 37

1.3　相图在晶体生长中的应用 39

1.3.1　生长配料 40

1.3.2　生长方式的选择 43

1.3.3　晶体完整性与生长速率 47

1.3.4　生长后的热处理工艺 50

1.3.5　相图在晶体生长中的一个应用实例 51

参考文献 56

第二章 晶体生长动力学 张克从、陈万春 57

2.1　晶体生长形态 57

2.1.1 晶体生长形态与生长速率间的联系 58

2.1.2　晶体生长的理想形态 59

2.1.3　晶体生长的实际形态 60

2.1.4　晶体几何形态与其内部结构间的联系 61

2.1.5　环境相对晶体形态影响 66

2.2　晶体生长的输运过程 70

2.2.1　输运的类型 71

2.2.2　边界层理论 76

2.3　晶体生长界面的稳定性 82

2.3.1　研究界面稳定性应遵循的几个原则 83

2.3.2　生长界面稳定性的判据 84

2.3.3　界面稳定性动力学理论 88

2.4　晶体生长界面结构理论模型 91

2.4.1　完整光滑面理论模型 92

2.4.2　非完整光滑面理论模型 94

2.4.3　粗糙界面理论模型 95

2.4.4　扩散界面理论模型 99

2.5　晶体生长界面动力学 107

2.5.1　完整光滑面的生长 107

2.5.2　非完整光滑面的生长 112

2.5.3　粗糙界面的生长 115

2.5.4　扩散界面的生长 117

2.5.5　BCF体扩散理论和GGC体-表面耦合扩散理论 119

2.5.6　高聚物晶体生长 124

2.6 晶体生长动力学研究实验方法 126

2.6.1　等组分方法 128

2.6.2　原位实时观察法 132

2.6.3　显微照相法 137

2.6.4　光散射法 139

2.6.5　计算机模拟法 143

2.7　空间晶体生长的微重力效应 147

2.7.1　微重力概念 147

2.7.2　空间微重力晶体生长实验 149

2.7.3　微重力状态下的输运过程 154

2.7.4　微重力环境下的晶体生长形态 158

2.7.5　微重力对晶体组分、结构和完整性的影响 161

参考文献 161

第三章　溶液法生长晶体 高樟寿、蒋民华、王希敏 171

3.1　溶液和溶解度 172

3.1.1　溶液的概念 172

3.1.2　溶解度和溶解度曲线 174

3.1.3　饱和与过饱和 178

3.1.4　溶液饱和温度、溶解度和过饱和度的测定 182

3.1.5　溶剂的选择和水溶液的结构 188

3.1.6　溶液的物理性质 191

3.2　溶液中晶体生长的平衡 196

3.2.1　平衡和结晶过程的驱动力 196

3.2.2　分配系数 198

3.2.3　相稳定区和亚稳相生长 200

3.3　从溶液中生长晶体的方法 203

3.3.1 降温法 204

3.3.2　流动法（温差法） 208

3.3.3　蒸发法 209

3.3.4　电解溶剂法 211

3.4　溶液中培养单晶生长条件的控制和单晶的完整性 217

3.4.1　籽晶 217

3.4.2　溶液的处理 219

3.4.3　介质对晶体生长的影响 221

3.4.4　水溶液晶体的快速生长 229

3.4.5　水溶性晶体常见的宏观缺陷 231

3.5　凝胶法晶体生长 235

3.5.1　凝胶法晶体生长特点 235

3.5.2　凝胶的制备、性质和结构 236

3.5.3　凝胶法晶体生长的类型 239

3.5.4　成核及其控制 244

3.5.5　晶体生长机制 245

3.5.6　凝胶法晶体生长的最新进展 246

参考文献 247

第四章 水热法生长晶体 经和贞、贾寿泉 249

4.1　水热法生长晶体的原理 251

4.2　水热结晶热力学基础 252

4.2.1　高温高压下水的热力学特性 252

4.2.2 A-H2O及A-B-H2O系统中的PVT特性 255

4.2.3　水热生长系统中的相关系 260

4.2.4　水热溶解反应 263

4.3　水热结晶动力学基础 269

4.3.1　生长速率的各向异性 269

4.3.2　结晶温度与温差 271

4.3.3　压力和溶剂填充度 274

4.3.4　缓冲器 275

4.3.5　溶剂（矿化剂溶液）的化学成分及其浓度 278

4.3.6　培养料与籽晶 281

4.4　水热法晶体生长技术 282

4.4.1 高压釜 282

4.4.2　高压釜的加热系统与温控系统 294

4.4.3　压力检测与控制系统 297

4.5　水热法生长晶体的几个典型实例 298

4.5.1　α-SiO2晶体的水热生长 299

4.5.2　α-A1PO4晶体的水热生长 303

4.5.3　祖母绿及彩晶的水热生长 309

4.5.4 KTiOPO4晶体的水热生长 315

4.5.5　其他晶体的水热生长 326

参考文献 326

第五章　高温溶液法生长晶体 蒋培植、贾维义 336

5.1　引言 336

5.2　助熔剂与溶液 338

5.2.1　助熔剂的类型 338

5.2.2　助熔剂的选择原则 339

5.2.3　助熔剂和溶液的物化特性 341

5.2.4　加助熔剂的溶液中的相关系 350

5.2.5　常用助熔剂一览 355

5.3 高温溶液法的晶体生长机理 356

5.3.1　速率决定过程 356

5.3.2　溶质的输运 360

5.3.3　边界层 362

5.3.4　界面动力学 364

5.3.5　稳态生长条件 368

5.4　助熔剂晶体生长的基本技术 370

5.4.1　方法的一般原理和分类 370

5.4.2　缓冷法 373

5.4.3　溶剂挥发法 378

5.4.4　温差法 379

5.4.5　其它方法 382

5.5　高温溶液生长中的一些实用技术 385

5.5.1　顶部籽晶技术 385

5.5.2　球型坩埚技术 388

5.5.3　ACRT技术 390

5.5.4　诱导条纹技术（ISM） 393

5.5.5　热重分析法 396

参考文献 397

第六章　从熔体中生长晶体 姜彦岛、常英传、任绍霞 401

6.1　熔体生长过程的特点 402

6.2　熔体生长的一般原理 405

6.2.1　结晶过程的驱动力 405

6.2.2　物质传输、分凝和溶质分布 407

6.2.3　热传输、对流和温度分布 420

6.2.4　界面稳定性和组分过冷 436

6.3　熔体生长的方法 442

6.3.1 提拉法 443

6.3.2　连续加料提拉法 445

6.3.3　泡生法 445

6.3.4　坩埚移动法 446

6.3.5　热交换法 447

6.3.6　冷坩埚法 449

6.3.7　水平区熔法 449

6.3.8　浮区法 449

6.3.9　基座法 451

6.3.10　焰熔法 452

6.4　提拉法的生长工艺 453

6.4.1　提拉法的一般工艺 453

6.4.2　提拉法晶体生长实例——掺钕钇铝石榴石晶体（Nd:YAG）的生长 467

6.5　提拉法生长中晶体缺陷的形成和控制 471

6.5.1　影响晶体完整性的主要原因和改善途径 472

6.5.2　缺陷的形成和控制 486

6.5.3　晶体的后热处理和掺质退色 502

6.6　坩埚下降法的生长设备、工艺及应用 506

6.6.1　生长设备 507

6.6.2　生长工艺 513

6.6.3　几种典型闪烁晶体的性能与应用 515

参考文献 520

第七章　半导体晶体生长 叶式中、陆大成 524

7.1　熔体生长 524

7.1.1　水平法生长晶体 524

7.1.2　无坩埚悬浮熔区生长 529

7.1.3　提拉法单晶生长（CZ） 530

7.1.4　限边法薄片状晶体生长（EFG） 540

7.2　高温溶液生长 541

7.2.1　溶液生长晶片 541

7.2.2　液相外延生长 541

7.2.3　饱和溶质扩散法晶体生长（SSD） 549

7.3　气相外延生长 550

7.3.1　卤化物气相外延生长 552

7.3.2　金属有机物气相外延生长 559

7.4　升华法晶体生长 577

7.4.1　直接升华生长法 577

7.4.2　气相合成升华生长法 582

7.5　离子束、离子团束外延生长 583

参考文献 587

主题词索引 589

后记 600