A teoría do crecemento do cristal láser

A principios do século XX, os principios da ciencia e a tecnoloxía modernas empregáronse continuamente para controlar o proceso de crecemento cristalino, e o crecemento cristalino comezou a evolucionar da arte á ciencia. Especialmente desde a década de 1950, o desenvolvemento de materiais semicondutores representados polo silicio monocristalino promoveu o desenvolvemento da teoría e a tecnoloxía do crecemento cristalino. Nos últimos anos, o desenvolvemento dunha variedade de semicondutores compostos e outros materiais electrónicos, materiais optoelectrónicos, materiais ópticos non lineais, materiais supercondutores, materiais ferroeléctricos e materiais metálicos monocristais levou a unha serie de problemas teóricos. E preséntanse requisitos cada vez máis complexos para a tecnoloxía de crecemento cristalino. A investigación sobre o principio e a tecnoloxía do crecemento cristalino gañou cada vez máis importancia e converteuse nunha rama importante da ciencia e a tecnoloxía modernas.
Na actualidade, o crecemento de cristais formou gradualmente unha serie de teorías científicas, que se empregan para controlar o proceso de crecemento de cristais. Non obstante, este sistema teórico aínda non é perfecto e aínda hai moito contido que depende da experiencia. Polo tanto, o crecemento artificial de cristais considérase xeralmente unha combinación de artesanía e ciencia.
A preparación de cristais completos require as seguintes condicións:
1. A temperatura do sistema de reacción debe controlarse uniformemente. Para evitar o sobreenfriamento ou o sobrequecemento local, isto afectará á nucleación e ao crecemento dos cristais.
2. O proceso de cristalización debe ser o máis lento posible para evitar a nucleación espontánea. Porque unha vez que se produce a nucleación espontánea, formaranse moitas partículas finas que dificultarán o crecemento do cristal.
3. Relacione a velocidade de arrefriamento coa nucleación e a velocidade de crecemento do cristal. Os cristais medran uniformemente, non hai gradiente de concentración nos cristais e a composición non se desvía da proporcionalidade química.
Os métodos de crecemento de cristais pódense clasificar en catro categorías segundo o tipo da súa fase parental, concretamente crecemento en estado fundido, crecemento en solución, crecemento en fase de vapor e crecemento en fase sólida. Estes catro tipos de métodos de crecemento de cristais evolucionaron ata converterse en ducias de técnicas de crecemento de cristais con cambios nas condicións de control.
En xeral, se se descompón todo o proceso de crecemento cristalino, debería incluír polo menos os seguintes procesos básicos: disolución do soluto, formación da unidade de crecemento cristalino, transporte da unidade de crecemento cristalino no medio de crecemento, crecemento cristalino. O movemento e a combinación do elemento na superficie do cristal e a transición da interface de crecemento cristalino, para realizar o crecemento cristalino.