Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Монокристалл

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

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

  Известны следующие методы выращивания М 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 вещества. Т. к. тигель имеет коническое дно, то при его медленном опускании расплав в конусе оказывается при температуре ниже температуры и в нем происходит образование (зарождение) мельчайших из которых в дальнейшем благодаря геометрическому отбору выживает лишь один. Отбор связан главным образом с анизотропией скоростей роста граней М Этот метод широко используется в промышленном производстве крупных М флюорита, лития, сернистого и др.

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

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

  В методе зонной плавки создается весьма ограниченная по ширине область расплава. Затем благодаря последовательному проплавлению всего слитка получают М Метод зонного проплавления получил широкое распространение в производстве полупроводниковых М (В. Дж. Пфанн, 1927), а также тугоплавких металлический М 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 представляет собой сосуд с раствором 1, в котором создается пересыщение, необходимое для роста 2 путем медленного снижения температуры, реже испарением растворителя (рис. 4). Этот метод используется для получения крупных М сегнетовой соли, дигидрофосфата (KDP), нафталина и др.

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

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

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

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

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

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

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

  Х. С. Багдасаров.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 28.09.2021 13:53:12
13:41 Умерла звезда сериала «Бэтмен» Джин Хейл
13:40 Посол США прокомментировал сообщения о планах использовать российские базы
13:38 Лавров рассказал о прогрессе в урегулировании ситуации вокруг Нагорного Карабаха
13:37 Происходящее в переполненном аэропорту российского города попало на видео
13:36 Дальнобойщики отказались помочь Британии в борьбе с кризисом
13:29 В Туркмении полиция устроила облаву на геев и подвергла их пыткам
13:23 Лидер «Мужского государства» затравил московскую журналистку из-за чеченцев
13:22 Женщина показала неудачный результат стрижки в салоне и рассмешила подписчиков
13:21 МИД России отреагировал на ситуацию в Косово
Больше новостей
27 сентября 2021Культура «Люди не понимали, что происходит» Как Россия столкнулась с кризисом 2008 года, влюбилась в хипстеров и новый рэп
СегодняРоссия «Каждый раз говорят через губу» Молчание, обман и пандемия: что заставляет врачей скрываться от родственников пациентов?
СегодняСреда обитания Не въезжаем. В России разработали план перехода на электромобили. Что с ним не так?
12:08 Уилл Смит рассказал о желании создать собственный гарем
13:07 В Киргизии ограничили курение кальянов и сигарет
13:09 В России оценили запреты YouTube оспаривать итоги выборов
СегодняМир Дефицит демократии. В Германии меняется власть. Кто поведет страну в будущее и каким оно будет?
СегодняНаука и техника С песнями и плясками. Как Boston Dynamics меняет мир, производя революционных роботов, а потом избивая их?
13:01 Мужчина решил наказать дочь за кражу и поссорился с родными
12:00 Девушка приняла смертельно опасное заболевание за беременность
13:04 В Армении прошла акция протеста из-за недовольства мерами борьбы с пандемией
27 сентября 2021Россия «Там люди тупо зарабатывали деньги» 30 лет назад в СССР исчез комсомол. Как его уничтожили ложь и жажда наживы?
СегодняРоссия «Малыш задыхался, температура зашкаливала» Маленький Тёма едва не погиб в роддоме. Теперь ему нужна ваша помощь
13:00 Кремль не увидел нарушений прав Украины в газовом контракте России и Венгрии
13:01 Дразнивший полицейских в Facebook преступник попался и пошел под суд
12:59 Вирусолог предрек россиянам рост заболеваемости COVID-19
27 сентября 2021Из жизни Вышибала из стрип-клуба, ветеран и информатор ФБР решили ограбить наркобарона. Как их дерзкий план превратился в комедию?
27 сентября 2021 Шутки над Сталиным и разрушенный Смоленск. Уникальные кадры вторжения Германии в СССР
11:59 Бывшая жена беглого российского банкира раскрыла ужасы жизни с супругом
12:58 Депутат от КПРФ подал иск об отмене результатов выборов в московском округе
12:59 Киберпреступника экстрадировали из США в Россию за сбыт поддельных карт
26 сентября 202169-я параллель «Это не овечка Долли» Американцы решили клонировать мамонтов и заселить ими Якутию. Что может пойти не так?
26 сентября 2021Силовые структуры «Запустивший руку в общак — не жилец» Главный чеченский вор в законе растратил деньги мафии. Что его ждет?
11:12 В вузах Канады будут изучать рэп
12:59 Названы сроки утверждения союзных программ России и Белоруссии
12:54 Россияне поверили в снижение цен на жилье
26 сентября 2021Мир «Меркель оставляет после себя бедлам» В бундестаг идут пророссийские националисты. Как изменится Германия после выборов?
26 сентября 2021Культура Иван Денисович меняет профессию. В России сняли фильм по легендарной повести Солженицына. Почему его нужно смотреть?
12:57 Раскрыт прототип титанового iPod
12:52 Полиция пришла в приемную первого зампредседателя ЦК КПРФ Мельникова
12:46 Над США нависла угроза дефолта
27 сентября 202169-я параллель «Осень здесь слишком быстрая» Тундра, морозная свежесть и сияния над головой: зачем туристу ехать в русскую Арктику?
Сегодня Понаехали: Toyota Tundra и другие «неамериканские» пикапы в Штатах Эти модели разработали специально для Северной Америки
12:52 В Кремле заявили о росте заболеваемости COVID-19 в российских регионах
12:48 Полиция начала проверку после сообщения о минировании здания мэрии в Москве
12:44 Жителям европейской части России рассказали о начале старого бабьего лета
25 сентября 2021Мир «Ислам станет игрушкой в руках террористов» Что происходит в Афганистане спустя месяц после прихода талибов к власти
26 сентября 2021Спорт Как казак британца боксу учил. Усик отобрал у Джошуа четыре чемпионских пояса. Еще одна победа и он станет легендой бокса
12:37 В Госдуме объяснили необходимость сокращения числа контрольных работ в школах
12:47 Япония отменит все чрезвычайные меры по борьбе с коронавирусом
12:45 Россиянам предложили отдых как у Путина
12:33 В Совфеде оценили вызов посла Украины в венгерский МИД
12:34 Жамнов высказался о решении ФХР назначить его главным тренером сборной России
12:24 Большая кольцевая линия будет в шаговой доступности для 420 тысяч москвичей
12:29 Вооруженного мужчину заметили около российского детсада
12:18 В Москве появились камеры для выявления шумных машин и мотоциклов
12:25 Китай призвал НАТО остановить экспансию в Азиатско-Тихоокеанский регион
12:16 Лидеры Пентагона предстанут перед Конгрессом США из-за ситуации в Афганистане