《晶体的生长》课件2（10页）（粤教版九年级下）.ppt

晶体生长,1.晶体生长的一般方法(掌握),晶体是在物相转变的情况下形成的 物相有三种，即气相、液相和固相 由气相、液相固相时形成晶体， 固相之间也可以直接产生转变晶体生长是非平衡态的相变过程，热力学一般处理 平衡态问题，若系统处于准平衡状态，可使用热力学的平衡条件来处理问题,相平衡条件：各组元在各相的化学势相等 热平衡条件：系统各部分温度相等 力学平衡条件：系统各部分压强相等,(1)固相生长:固体固体,在具有固相转变的材料中进行 石墨金刚石 通过热处理或激光照射等手段，将一部分结构不完整的晶体转变为较为完整的晶体 微晶硅单晶硅薄膜,(2)液相生长:液体固体,溶液中生长 从溶液中结晶 当溶液达到过饱和时，才能析出晶体. 可在低于材料的熔点温度下生长晶体，因此它们特别适合于制取那些熔点高，蒸汽压大，用熔体法不易生长的晶体和薄膜； 如GaAs液相外延(LPE-liquid phase epitaxy) 熔体中生长 从熔体中结晶 当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生 如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰；金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。

可生长纯度高，体积大，完整性好的单晶体，而且生长速度快，是制取大直径半导体单晶最主要的方法 我国首台12英寸单晶炉研制成功 (070615),所制备的硅单晶主要用于集成电路元件和太阳能电池,(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),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: p1p0,或者  1 (即有一定的过饱和度),2.液固相转变过程,(1)溶液中生长 C1  CO,相变发生,有一定的过饱和度 C1: 一定温度T,压力P,溶质浓度 CO:一定温度T,压力P,饱和溶液浓度 (2)熔体中生长 △T0,相变发生,有一定的过冷度,过冷现象：熔体材料冷却到理论结晶温度以下，并不是立即就形成晶体，材料处在应该转变的理论温度以下，还保留原来状态，这种现象称为过冷。

过冷度：为了表述材料过冷的程度，将理论转变温度与实际所处在的温度之差称为过冷度 ΔT = Tm － T (Tm理论凝固温度)相变时能量的转化,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,。