نظریه رشد بلور لیزری

در آغاز قرن بیستم، اصول علم و فناوری مدرن به طور مداوم برای کنترل فرآیند رشد کریستال مورد استفاده قرار گرفت و رشد کریستال از هنر به علم تکامل یافت. به ویژه از دهه 1950، توسعه مواد نیمه‌هادی که توسط سیلیکون تک کریستالی نشان داده می‌شوند، توسعه نظریه و فناوری رشد کریستال را ارتقا داده است. در سال‌های اخیر، توسعه انواع نیمه‌هادی‌های مرکب و سایر مواد الکترونیکی، مواد اپتوالکترونیکی، مواد نوری غیرخطی، مواد ابررسانا، مواد فروالکتریک و مواد تک کریستالی فلزی منجر به مجموعه‌ای از مشکلات نظری شده است. و الزامات پیچیده‌تر و بیشتری برای فناوری رشد کریستال مطرح می‌شود. تحقیق در مورد اصل و فناوری رشد کریستال به طور فزاینده‌ای اهمیت یافته و به شاخه‌ای مهم از علم و فناوری مدرن تبدیل شده است.
در حال حاضر، رشد کریستال به تدریج مجموعه‌ای از نظریه‌های علمی را شکل داده است که برای کنترل فرآیند رشد کریستال استفاده می‌شوند. با این حال، این سیستم نظری هنوز کامل نیست و هنوز مطالب زیادی وجود دارد که به تجربه بستگی دارد. بنابراین، رشد کریستال مصنوعی عموماً ترکیبی از هنر و علم در نظر گرفته می‌شود.
تهیه بلورهای کامل مستلزم شرایط زیر است:
۱. دمای سیستم واکنش باید به طور یکنواخت کنترل شود. به منظور جلوگیری از سرد شدن یا گرم شدن بیش از حد موضعی، این امر بر هسته‌زایی و رشد کریستال‌ها تأثیر خواهد گذاشت.
۲. فرآیند تبلور باید تا حد امکان آهسته باشد تا از هسته‌زایی خودبه‌خودی جلوگیری شود. زیرا به محض وقوع هسته‌زایی خودبه‌خودی، ذرات ریز زیادی تشکیل می‌شوند و مانع رشد بلور می‌شوند.
۳. سرعت سرد شدن را با سرعت هسته‌زایی و رشد بلور مطابقت دهید. بلورها به طور یکنواخت رشد می‌کنند، هیچ گرادیان غلظتی در بلورها وجود ندارد و ترکیب از تناسب شیمیایی منحرف نمی‌شود.
روش‌های رشد کریستال را می‌توان بر اساس نوع فاز والدشان به چهار دسته، یعنی رشد مذاب، رشد محلول، رشد فاز بخار و رشد فاز جامد، طبقه‌بندی کرد. این چهار نوع روش رشد کریستال با تغییراتی در شرایط کنترلی، به ده‌ها تکنیک رشد کریستال تبدیل شده‌اند.
به طور کلی، اگر کل فرآیند رشد کریستال تجزیه شود، حداقل باید شامل فرآیندهای اساسی زیر باشد: انحلال حل‌شونده، تشکیل واحد رشد کریستال، انتقال واحد رشد کریستال در محیط رشد، رشد کریستال. حرکت و ترکیب عنصر روی سطح کریستال و انتقال فصل مشترک رشد کریستال، به طوری که رشد کریستال را محقق کند.