نظرية نمو كريستال الليزر

في بداية القرن العشرين، تم استخدام مبادئ العلوم والتكنولوجيا الحديثة بشكل مستمر للتحكم في عملية نمو البلورات، وبدأ نمو البلورات في التطور من الفن إلى العلم. خاصة منذ الخمسينيات من القرن العشرين، أدى تطوير مواد أشباه الموصلات التي يمثلها السيليكون البلوري الأحادي إلى تعزيز تطوير نظرية وتقنية النمو البلوري. في السنوات الأخيرة، أدى تطوير مجموعة متنوعة من أشباه الموصلات المركبة والمواد الإلكترونية الأخرى، والمواد الإلكترونية البصرية، والمواد البصرية غير الخطية، والمواد فائقة التوصيل، والمواد الكهروضوئية، والمواد المعدنية البلورية الفردية إلى سلسلة من المشاكل النظرية. ويتم طرح المزيد والمزيد من المتطلبات المعقدة لتكنولوجيا النمو البلوري. أصبح البحث حول مبدأ وتقنية نمو البلورات ذا أهمية متزايدة وأصبح فرعًا مهمًا من العلوم والتكنولوجيا الحديثة.
في الوقت الحاضر، شكل نمو البلورات سلسلة من النظريات العلمية تدريجيًا، والتي تستخدم للتحكم في عملية نمو البلورات. ومع ذلك، فإن هذا النظام النظري ليس مثاليًا بعد، ولا يزال هناك الكثير من المحتوى الذي يعتمد على الخبرة. لذلك، يعتبر نمو البلورات الاصطناعية عمومًا مزيجًا من الحرفية والعلم.
يتطلب تحضير البلورات الكاملة الشروط التالية:
1. يجب التحكم في درجة حرارة نظام التفاعل بشكل موحد. من أجل منع التبريد الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة المحلية، فإنه سيؤثر على نواة البلورات ونموها.
2. يجب أن تكون عملية التبلور بطيئة قدر الإمكان لمنع التنوي التلقائي. لأنه بمجرد حدوث التنوي التلقائي، سيتم تشكيل العديد من الجزيئات الدقيقة وتعيق نمو البلورات.
3. مطابقة معدل التبريد مع معدل التنوي والنمو البلوري. تنمو البلورات بشكل موحد، ولا يوجد تدرج في التركيز في البلورات، ولا ينحرف التركيب عن التناسب الكيميائي.
يمكن تصنيف طرق النمو البلوري إلى أربع فئات وفقًا لنوع الطور الأصلي، وهي نمو الذوبان، ونمو المحلول، ونمو طور البخار، ونمو الطور الصلب. تطورت هذه الأنواع الأربعة من طرق نمو البلورات إلى العشرات من تقنيات نمو البلورات مع تغيرات في ظروف التحكم.
بشكل عام، إذا كانت عملية نمو البلورة بأكملها متحللة، فيجب أن تشمل على الأقل العمليات الأساسية التالية: إذابة المذاب، وتكوين وحدة نمو البلورة، ونقل وحدة نمو البلورة في وسط النمو، ونمو البلورة، وحركة ودمج البلورات. عنصر على سطح البلورة وانتقال واجهة النمو البلوري، وذلك لتحقيق نمو البلورة.