晶體生長(zhǎng)原理與技術(shù)

前言

本書(shū)收筆了，釋然與惆悵并存。3年多的努力終于有了結(jié)果。完成了100多萬(wàn)字的書(shū)稿自然是一個(gè)龐大的工程。但凡從事過(guò)類似工作的人，必與我有同感，如釋重負(fù)。這是釋然的理由。本人所學(xué)為凝固技術(shù)，凝固與晶體生長(zhǎng)原理相通，本無(wú)界線。近20年來(lái)一直對(duì)晶體生長(zhǎng)的相關(guān)理論與技術(shù)抱有很大興趣，并做了一些研究丁作，自覺(jué)有些體會(huì)。因此，4年前動(dòng)了寫(xiě)本書(shū)的念頭，并制訂了一個(gè)較為龐大的計(jì)劃。然而，動(dòng)筆寫(xiě)作以后，才逐步體會(huì)到晶體生長(zhǎng)原理的深?yuàn)W、技術(shù)的復(fù)雜，同時(shí)也感到自我的膚淺。另外，教學(xué)科研任務(wù)繁忙，難以集中精力。慶幸沒(méi)有放棄，邊學(xué)邊寫(xiě)。雖然4年來(lái)，見(jiàn)縫插針，孜孜鉆研，夜以繼日，然而，完稿之時(shí)深感深度和廣度不夠。許多內(nèi)容自己的理解非常有限，紕漏必然難免。因此惆悵。本書(shū)的定位以技術(shù)為主，追求對(duì)工程應(yīng)用起指導(dǎo)作用。這樣考慮的原因，首先是本人的工學(xué)背景，對(duì)于純科學(xué)原理方面的內(nèi)容把握不準(zhǔn)，而且晶體生長(zhǎng)原理方面的著作國(guó)內(nèi)外已有數(shù)本。

內(nèi)容概要

本書(shū)分4篇探討晶體生長(zhǎng)的原理與技術(shù)。第一篇為晶體生長(zhǎng)的基本原理，對(duì)晶體生長(zhǎng)的熱力學(xué)原理、動(dòng)力學(xué)原理、界面過(guò)程、生長(zhǎng)形態(tài)以及晶體生長(zhǎng)初期的形核相關(guān)原理進(jìn)行論述。第二篇為晶體生長(zhǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)，分3章進(jìn)行晶體生長(zhǎng)過(guò)程的涉及傳輸行為(傳質(zhì)、傳熱、對(duì)流)、化學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題(包括材料的提純與合成問(wèn)題)以及物理基礎(chǔ)(電、磁、力的作用原理)的綜合分析。第三篇為晶體生長(zhǎng)技術(shù)，分4章分別對(duì)以Bridgman法為主的熔體法晶體生長(zhǎng)、以Czochralski方法為主的熔體法晶體生長(zhǎng)、溶液法晶體生長(zhǎng)以及氣相晶體生長(zhǎng)技術(shù)與最新發(fā)展進(jìn)行介紹。第四篇分2章分別對(duì)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中缺陷的形成與控制和晶體的結(jié)構(gòu)與性能表征方法進(jìn)行論述。    本書(shū)可供從事晶體生長(zhǎng)的科研和工程技術(shù)人員閱讀，也可作為該領(lǐng)域研究生的教學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言第一篇  晶體生長(zhǎng)的基本原理　第1章  導(dǎo)論　  1.1  晶體的基本概念　    1.1.1  晶體的結(jié)構(gòu)特征　    1.1.2  晶體結(jié)構(gòu)與點(diǎn)陣　    1.1.3  晶向與晶面　    1.1.4  晶體的結(jié)構(gòu)缺陷概述　  1.2  晶體材料　    1.2.1  常見(jiàn)晶體材料的晶體結(jié)構(gòu)　    1.2.2  按照功能分類的晶體材料　  1.3  晶體生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展　  1.4  晶體生長(zhǎng)技術(shù)基礎(chǔ)及其與其他學(xué)科的聯(lián)系　  參考文獻(xiàn)　第2章  晶體生長(zhǎng)的熱力學(xué)原理　  2.1  晶體生長(zhǎng)過(guò)程的物相及其熱力學(xué)描述　    2.1.1  氣體的結(jié)構(gòu)及熱力學(xué)描述　    2.1.2  液體的結(jié)構(gòu)及熱力學(xué)描述　    2.1.3  固體的結(jié)構(gòu)及其熱力學(xué)參數(shù)　    2.1.4  相界面及其熱力學(xué)分析　    2.1.5  晶體生長(zhǎng)的熱力學(xué)條件　  2.2  單質(zhì)晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)原理　    2.2.1  單質(zhì)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的熱力學(xué)平衡　    2.2.2  液相及氣相生長(zhǎng)的熱力學(xué)條件及驅(qū)動(dòng)力　    2.2.3  固態(tài)再結(jié)晶的熱力學(xué)條件　  2.3  二元系的晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)原理　    2.3.1  二元合金中的化學(xué)位　    2.3.2  液-固界面的平衡與溶質(zhì)分凝　    2.3.3  氣-液及氣-固平衡　  2.4  多組元系晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)分析　    2.4.1  多元體系的自由能　    2.4.2  多元系結(jié)晶過(guò)程的熱力學(xué)平衡條件　    2.4.3  相圖計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用　  2.5  化合物晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)原理　    2.5.1  化合物分解與合成過(guò)程的熱力學(xué)分析　    2.5.2  復(fù)雜二元及多元化合物體系的簡(jiǎn)化處理　    2.5.3  化合物晶體非化學(xué)計(jì)量比的成分偏離與晶體結(jié)構(gòu)缺陷　    2.5.4  熔體中的短程序及締合物　  參考文獻(xiàn)　第3章  晶體生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)原理　第4章  實(shí)際晶體生長(zhǎng)形態(tài)的形成原理　第5章  晶體生長(zhǎng)過(guò)程的形核原理第二篇  晶體生長(zhǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)　第6章  晶體生長(zhǎng)過(guò)程的傳輸問(wèn)題　第7章  晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的化學(xué)問(wèn)題　第8章  晶體生長(zhǎng)過(guò)程物理場(chǎng)的作用第三篇  晶體生長(zhǎng)技術(shù)　第9章  熔體法晶體生長(zhǎng)（1）——Bridgman法及其相似方法　第10章  熔體法晶體生長(zhǎng)（2）——Cz法及其他熔體生長(zhǎng)方法　第11章  溶液法晶體生長(zhǎng)　第12章  氣相晶體生長(zhǎng)方法第四篇  晶體缺陷分析與性能表征　第13章  晶體缺陷的形成與控制　第14章  晶體的結(jié)構(gòu)與性能表征參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：溶液的基本構(gòu)成包括溶劑、溶質(zhì)、雜質(zhì)元素，以及在某些特殊情況下添加的助溶劑。在溶液法晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，溶劑是晶體生長(zhǎng)的介質(zhì)，溶質(zhì)則是擬生長(zhǎng)的晶體材料的組成元素。首先使溶質(zhì)以原子或分子狀態(tài)分散于溶劑中，當(dāng)其再次從溶液中析㈩時(shí)，通過(guò)控制析出條件可獲得具有一定結(jié)構(gòu)、尺寸和性能的晶體。雜質(zhì)是除溶劑和溶質(zhì)之外的其他元素，是由于原料純度不足或工藝過(guò)程控制不當(dāng)引入的，而助溶劑是為了控制溶質(zhì)元素的溶解特性而添加的附加元素。對(duì)于某些溶解度很低、蒸汽壓很高或含有易揮發(fā)元素的晶體材料，添加助溶劑可以控制溶質(zhì)在溶劑中的溶解度和穩(wěn)定性。溶液中各種組成元素的含量可以采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)或者其百分?jǐn)?shù)表達(dá)，對(duì)此已經(jīng)在第7章中作了描述。

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《晶體生長(zhǎng)原理與技術(shù)》由科學(xué)出版社出版。

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