1、熔體生長法提拉法、坩堝下降法、水平布里奇曼法、懸浮區(qū)熔法、火焰法2、溶液生長法溶液法、水熱法3、高溫溶液法助熔劑法、頂部籽晶提拉法4、氣相生長法升華法5.4晶體生長技術(shù)5.4.1熔體生長法熔體生長原理熔體生長的原理是先將固體加熱熔化，在受控條件下通過降溫，依靠固液界面的不斷移動使熔體逐漸凝固成固體。界面上物質(zhì)交換和能量交換貫串熔體生長的整個過程。熔體生長的特點(diǎn)是：速度快、純度高、晶體完整性好、可制備特定形狀大單晶。根據(jù)成核理論要求，晶核附近熔體溫度低于凝固點(diǎn)才能成核。欲使熔體中不產(chǎn)生其它晶核，須使晶體固液界面附近小范圍內(nèi)熔體過冷，其余部分保持過熱，界面上原子、分子方能按籽晶結(jié)構(gòu)排列成單晶。生長的晶體應(yīng)處在較冷環(huán)境，界面熱量主要靠晶體及其表面?zhèn)鬏敵鋈?，否則界面過冷度減小乃至消失，則會導(dǎo)致晶體熔化。

熱量傳輸在熔體生長中起支配作用，對于摻雜和非同成分晶體生長，溶質(zhì)傳輸也對晶體生長產(chǎn)生重要影響。

熔體法晶體生長的局限性：

若存在以下情形，則難以采用熔體法進(jìn)行晶體生長。（1）材料在熔化前就分解；（2）非同成分熔化的材料；（3）材料在熔化前升華或在熔點(diǎn)處蒸氣壓太高；（4）存在故態(tài)相變（脫溶沉淀和共析反應(yīng)），破壞性相變；（5）熔點(diǎn)太高；（6）生長條件和必須進(jìn)入晶體的某種摻雜不相容。一、提拉法簡介提拉法是一種利用籽晶從熔體中提拉出晶體的生長方法，亦稱恰克拉斯法或提拉法。5.4.1.1提拉法提拉法晶體生長設(shè)備提拉法的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）直觀：利于及時掌握生長情況，控制生長條件。（2）晶體不與坩堝接觸，沒有壁寄生成核和脅迫應(yīng)力。（3）使用優(yōu)質(zhì)定向籽晶和縮頸技術(shù)，減少晶體缺陷。（4）能以較快速度獲得高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)單晶。提拉法生長優(yōu)質(zhì)單晶須滿足的條件：（1）提拉和轉(zhuǎn)動及溫控系統(tǒng)平穩(wěn)，坩堝潔凈，純凈原材料。（2）適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，攪拌以減小徑向溫度梯度和組分過冷。（3）較慢的提拉速度以抑制組分過冷。（4）設(shè)置后加熱器，避免組分過冷，防止晶體開裂。（5）忌任何參量的突變，避免晶體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的突變。（6）晶體直徑越小，內(nèi)部的應(yīng)力越小。二、提拉法裝置

提拉裝置通常由熱系統(tǒng)、坩堝、坩堝支撐、籽晶夾、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)和氣氛控制系統(tǒng)幾部分組成。

1.熱系統(tǒng)該系統(tǒng)由加熱、保溫、控溫三部分構(gòu)成。常用的加熱裝置是電阻加熱和射頻（感應(yīng)）加熱。給定值比較器傳感器控制器功率源負(fù)載控溫系統(tǒng)基本單元系統(tǒng)中測溫傳感器主要是熱電偶，也有的是拾波線圈或光學(xué)高溫計2.對坩堝材料的主要要求是：（1）不與熔體發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（2）工作溫度下有較高的機(jī)械強(qiáng)度；（3）純度高，不污染熔體；（4）熔點(diǎn)高于晶體材料熔點(diǎn)；（5）加工性能好，來源方便，價格低廉；（6）容易清洗，除盡表面雜質(zhì)。3.傳動系統(tǒng)由籽晶桿和坩堝軸的旋轉(zhuǎn)、升降系統(tǒng)組成。4.氣氛控制系統(tǒng)不同晶體需要在不同的氣氛下進(jìn)行生長，該系統(tǒng)由真空裝置和充氣裝置所組成，充氣裝置又包括氣源、減壓器、壓力表、流量計等。三、溫度分布對晶體生長的影響

晶體生長過程中即有質(zhì)量傳輸，也有熱量傳輸，其中控制熱量傳輸是生長晶體成敗的關(guān)鍵。

1.爐內(nèi)溫度分布與界面形狀：一般有如下三種類型：TZSLTZSLTZSL爐內(nèi)溫度分布及界面形狀（a）（b）（c）O2鈮酸鍶鋇晶體石英噴嘴在氣流控制鈮酸鍶鋇晶體直徑的裝置中，籽晶桿外套上有可通氣的石英管，使氣流經(jīng)過石英噴嘴流過晶體。調(diào)節(jié)氧氣的流量就能調(diào)節(jié)熱損耗從而控制晶體直徑。在氧氣氛下進(jìn)行晶體生長，還可避免缺氧產(chǎn)生晶體缺陷。四、晶體生長對溫場的要求

一般而言，摻雜晶體需要較大的溫場梯度；不摻雜或易開裂晶體溫度梯度宜小些；較大溫度梯度有助于克服組分過冷；較小溫度梯度有利于防止開裂，減小應(yīng)力，降低位錯密度；平（或微凸）界面有利于提高所生長晶體的均勻性。五、晶體旋轉(zhuǎn)對晶體生長的影響

改變轉(zhuǎn)速可改變晶體直徑：通常增大轉(zhuǎn)速，晶體直徑減??；轉(zhuǎn)速減小，則晶體直徑增大。晶體旋轉(zhuǎn)還可改變?nèi)垠w流動狀態(tài)。攪拌熔體，有利于溶質(zhì)均勻化，改變?nèi)垠w中的溫場；提高溫場徑向?qū)ΨQ性，不對稱溫場也能長出幾何對稱晶體；改變?nèi)垠w中液流狀態(tài)，直接影響熱量傳輸；改變界面形狀，隨轉(zhuǎn)速增大，界面形狀由凸→平→凹；影響液流穩(wěn)定性：轉(zhuǎn)速增大，液流穩(wěn)定性降低。5.4.1.2熔體生長：坩堝下降法一、坩堝下降法生長原理坩堝下降法（簡稱BS法）是將盛有熔體的坩堝在具有一定溫度梯度的生長爐內(nèi)緩慢下降，使熔體轉(zhuǎn)化為晶體。坩堝下降法主要用于生長光學(xué)和閃爍晶體；可以采用坩堝下降或結(jié)晶爐沿坩堝上升兩種方式。晶體生長設(shè)備晶體生長設(shè)備坩堝下降法的優(yōu)點(diǎn)：1.晶體密封生長，熔體揮發(fā)少，成分容易控制；2.適宜生長大直徑單晶，可以一次生長多根晶體；3.工藝條件容易掌握，易于實現(xiàn)自動化。坩堝下降法的缺點(diǎn)：1.不宜生長結(jié)晶時體積增大的晶體；2.生長過程難以確定，所長晶體內(nèi)應(yīng)力較大。坩堝下降法中成核問題直接關(guān)系到晶體質(zhì)量和單晶化程度。坩堝下部溫度逐漸降低后，坩堝壁局部過冷區(qū)域形成晶核并釋放結(jié)晶潛熱，須將結(jié)晶潛熱迅速移去晶核才能繼續(xù)長大，晶體圍繞晶核生長；否則晶核會自行消失。通常，過冷度較小時晶體正常生長，過冷度較大容易出現(xiàn)枝蔓生長。幾何淘汰規(guī)律自然能得到單一取向的晶核，從而長出晶向良好的晶體；實際上，通過設(shè)計特殊形狀的坩堝可以有效排除多個不同取向的晶核。特種規(guī)格坩堝二、生長裝置坩堝下降法的裝置主要由下列幾部分組成：一個能產(chǎn)生合適溫度梯度的爐子；滿足生長需要的一定幾何形狀的坩堝；測溫、控溫裝置、坩堝下降裝置。（a）降溫方式生長爐（b）有隔熱板生長爐（c）自動退火生長爐生長溫度下坩堝不與熔體反應(yīng)，機(jī)械強(qiáng)度、材料純度高。坩堝不與長出的晶體相粘附，便于不破壞坩堝取晶體。坩堝熱膨脹系數(shù)小于晶體，減小冷卻時對晶體的應(yīng)力。有時可采用“軟?！臂釄鍦p小晶體應(yīng)力。坩堝內(nèi)壁平整光滑，利于減小多余晶核形成。坩堝材料加工方便，價格便宜。常用硬質(zhì)、硅氧玻璃、石英、氧化鋁、鉑、銥、鉬、石墨。坩堝下降法生長的晶體留在坩堝內(nèi)，因此，坩堝的選擇、幾何形狀設(shè)計非常重要。坩堝選擇的具體要求是：三、坩堝下降法生長工藝1.生長實例：CaF2晶體高純原料HF下預(yù)處理裝料并上爐真空下加熱至熔點(diǎn)以上溫度平衡后勻速下降產(chǎn)生晶核熔體結(jié)晶晶體退火

Ce3+:LiCaAlF6單晶是可調(diào)諧氟化物激光材料，本項目擬在制作適合搭載于可返回式衛(wèi)星的特種坩堝下降法晶體生長爐，制備嚴(yán)格無水氟化物Ce3+:LiCaAlF6多晶料，實現(xiàn)在外空間條件下的單晶生長。本項目的科學(xué)意義在于：在外空間失重、絕氧條件下，研究氟化物激光晶體生長的物理化學(xué)現(xiàn)象，為發(fā)展空間材料科學(xué)與制備技術(shù)提供有價值的實驗數(shù)據(jù)。２、氟化物激光晶體的空間生長

項目來源：中國空間科學(xué)實驗項目項目簡介：

原料制備晶體生長

配制原料籽晶加工坩堝制作降溫

安裝籽晶、填裝原料出爐

（原料再處理）晶體定向

焊封坩堝晶體切割晶體研磨晶體拋光

上爐、升溫、接種晶體元件

晶體生長工藝流程氟化物激光晶體5.4.1.3

區(qū)熔法區(qū)熔技術(shù)主要用于半導(dǎo)體材料提純，有水平和垂直兩種。水平區(qū)熔法中，原料放在坩堝內(nèi)，籽晶放在左端，從左端加熱籽晶部分熔化，熔區(qū)不斷右移。缺點(diǎn)：晶體常粘附在坩堝上難以取出，又由于坩堝的冷卻收縮，可能引起應(yīng)變。用“軟舟”或變形舟有時可克服這一困難。熔體多晶棒晶體籽晶加熱器垂直區(qū)熔也稱懸浮區(qū)熔，不需要坩堝。優(yōu)點(diǎn)：避免坩堝影響，具有提純作用。缺點(diǎn)：位錯密度較高。懸浮區(qū)熔利用射頻、輻射、電子束加熱等方法作為加熱源。懸浮區(qū)熔法中由于無坩堝，射頻需和料棒直接耦合。5.4.1.4焰熔法小錘粉料篩網(wǎng)氧氣氫氣火焰結(jié)晶桿焰熔法也稱維納爾法，世界上絕大多數(shù)工業(yè)寶石都是用焰熔法生長的。焰熔法原理：利用可燃?xì)怏w產(chǎn)生高溫，粉狀原料隨氣體進(jìn)入生長爐，在下落過程中被火焰所熔融，熔融物落在結(jié)晶桿上（可裝上籽晶），然后逐漸長成晶體。焰熔法生長晶體的優(yōu)點(diǎn)：不用坩堝，無坩堝污染問題，宜生長高熔點(diǎn)氧化物晶體；生長速度快，可長較大尺寸晶體；設(shè)備簡單，勞動生產(chǎn)率高，適用于工業(yè)生產(chǎn)。焰熔法生長晶體的缺點(diǎn)：火焰溫度穩(wěn)定性差，溫梯大，生長晶體質(zhì)量差，缺陷多；晶體應(yīng)力大，位錯密度高，不易生長易揮發(fā)氧化的晶體；對原料性狀要求高，生長過程粉料損失嚴(yán)重。焰熔法生長主要包括原料的提純、粉料的制備、晶體生長。焰熔法生長寶石必須注意以下幾個問題選用優(yōu)質(zhì)籽晶和選取較佳的生長方向；爐溫徑向分布均勻，爐膛圓度好，與噴嘴和混合室同心；氫氧比要合適，氣體流量要穩(wěn)定；下料要均勻、穩(wěn)定而且與火焰溫度，晶體下降速度協(xié)調(diào)；粉料要分散性、流動性、均勻性好，反應(yīng)完全。5.4.2溶液生長的基本概念1.溶液和溶解度溶液法的基本原理:將原料（溶質(zhì)）溶解在溶劑中，采取適當(dāng)?shù)拇胧┰斐扇芤旱倪^飽和狀態(tài)，使晶體在其中生長?？販匾蟾呷秉c(diǎn)組分多生長周期長影響因素多優(yōu)點(diǎn)易長均勻良好的大晶體生長溫度遠(yuǎn)低于晶體熔點(diǎn)溫度利于長易分解和晶形易變晶體便于直接觀察晶體形狀

溶液是一種物質(zhì)以分子或離子狀態(tài)分布于另一種物質(zhì)中所得到的均勻、穩(wěn)定的體系。通常情況下，量多的是溶劑，量少的是溶質(zhì)。溶解結(jié)晶固體溶質(zhì)表面粒子克服粒子間引力進(jìn)入溶劑，均勻擴(kuò)散到整個溶劑中溶解的粒子做不規(guī)則運(yùn)動碰到未溶解的溶質(zhì)表面，重新回到溶質(zhì)上來溶液和溶解過程

溶解過程是一個物理化學(xué)過程：溶質(zhì)吸收熱量克服引力進(jìn)入溶液是物理過程；溶質(zhì)微粒的溶劑化是個化學(xué)過程。溶解吸熱還是放熱決定于物理、化學(xué)過程熱效應(yīng)的關(guān)系。2.溶液濃度

一定溶液中含有溶質(zhì)的量稱為溶液的濃度。（1）重量百分比濃度：100（或1000）克溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)。（2）重量摩爾濃度（m）：1000克溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。（3）摩爾濃度（M）：1升溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。（4）當(dāng)量濃度（N）：1升溶液中所含溶質(zhì)的當(dāng)量數(shù)。（5）摩爾分?jǐn)?shù)（X）：溶質(zhì)物質(zhì)的量與溶液物質(zhì)的量之比。3、飽和與過飽和固態(tài)溶質(zhì)溶液中溶質(zhì)溶解結(jié)晶

溶解開始時溶液結(jié)晶中溶質(zhì)少，溶解速率>結(jié)晶速率；隨著溶解的進(jìn)行，溶液中溶質(zhì)增大，結(jié)晶速率相應(yīng)變慢，當(dāng)溶解速率與結(jié)晶速率達(dá)到平衡時，溶解與結(jié)晶處于平衡，此時的溶液稱為飽和溶液。若系統(tǒng)溫度升高，飽和溶液就轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙柡腿芤?。溶液中的溶質(zhì)含量超過飽和時溶質(zhì)含量的溶液叫過飽和溶液，其特點(diǎn)是不穩(wěn)定，如加小粒溶質(zhì)或振動，過飽和溶液中將發(fā)生析晶，過飽和溶液將逐漸變?yōu)轱柡腿芤?。溶液法生長晶體的先決條件：溶液達(dá)過飽和才能形成晶核B

C△CC＊t△tt＊亞穩(wěn)區(qū)穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)區(qū)濃度溶液狀態(tài)圖過飽和度比亞穩(wěn)區(qū)大，自發(fā)成核。過飽和區(qū)但不自發(fā)成核為不飽和區(qū)不能生長晶體

溶液法生長晶體全過程必須控制在亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)，因為不穩(wěn)區(qū)會出現(xiàn)多晶。4、溶解度

固體溶解度通常是一定溫度下100克溶劑中能溶解溶質(zhì)的量。酒石酸鉀鈉KNT酒石酸鉀DKT酒石酸乙二胺EDT磷酸二氫胺ADP硫酸鋰LS碘酸鋰LS水溶性晶體的溶解度曲線溫度t濃度（克/1000克水）

溶解度曲線中較陡的表示受溫度影響大，平坦的受溫度影響小。有的溶解度很大（如DKT）；有的很小（如LS）；有的出現(xiàn)拐點(diǎn)（如EDT），這是因為該物質(zhì)有兩種溶解度不同的晶相，拐點(diǎn)溫度稱相平衡轉(zhuǎn)變溫度。

選擇晶體生長方法須考慮溶液的溶解度特性，通常若溶解度溫度系數(shù)較大，適宜采用降溫法進(jìn)行晶體生長；若溶解度溫度系數(shù)較小，則適宜采用蒸發(fā)法進(jìn)行晶體生長。（1）對溶質(zhì)有足夠大的溶解度（10～60℅）。（2）合適的溶解度溫度系數(shù)，其值不宜太大，最好為正。（3）有利于晶體生長，溶質(zhì)易從其結(jié)構(gòu)相似的溶劑中析出。（4）純度高、穩(wěn)定性好，不能與溶質(zhì)、容器發(fā)生反應(yīng)。（5）價格低、安全、毒性小。5、溶劑的性質(zhì)和選擇溶液法晶體生長裝置DKDP單晶

優(yōu)質(zhì)大尺寸光學(xué)倍頻單晶氘代磷酸二氫鉀（DKDP）（60mm×60mm×60mm）從溶液中生長晶體的方法1.生長原理：緩慢地降低飽和溶液的溫度使溶液處于亞穩(wěn)態(tài)，讓溶質(zhì)在籽晶在不斷地析出，長成大體。2.生長裝置：主要由育晶器、控溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動換向等組成。轉(zhuǎn)動換向：使溶液溫度分布均勻和晶體的各晶面溶質(zhì)得到均勻供應(yīng)，其中包括轉(zhuǎn)晶法、擺動法?？販叵到y(tǒng)：防止溫度微小波動，由溫度計控制一個電子繼電器育晶器：存放母液，生長晶體一、降溫法二、流動法（溫差法）生長裝置：主要由生長槽、過飽和槽和過熱槽組成。生長槽：晶體生長過飽和槽：隨著C中晶體生長，析出溶質(zhì)后變稀的溶液流回到A中，原料不斷溶解形成飽和溶液，經(jīng)過濾器后進(jìn)入過熱槽。過熱槽：從A中進(jìn)入到B中的飽和溶液，用泵打到C內(nèi)。循環(huán)流動育晶裝置1.原料2.過濾器3.泵4.晶體5.加熱電阻絲三、蒸發(fā)法

適用于溶解度較大而溶解溫度系數(shù)較小的物質(zhì)，其原理為：不斷蒸發(fā)溶劑，控制溶液的過飽和度，使溶質(zhì)不斷在籽晶上析出長生晶體。加熱蒸發(fā)冷凝器冷凝部分溶劑虹吸管將其引出育晶器通過控制移去量來控制過飽和度1.底部加熱器2.晶體3.冷凝器4.冷卻水5.虹吸管6.量筒7.控制器8.溫度計9.水封四、溶液法生長晶體的一般步驟1.溶液配制及過熱處理

配制好的溶液經(jīng)過濾后在高于飽和點(diǎn)10度左右維持一段時間，并不斷攪拌以消除溶液中的一些微小雜晶。完畢后將溶液降到略高于飽和點(diǎn)的溫度，準(zhǔn)備下種。2.選種和下種

選擇無缺陷、質(zhì)量好的晶體加工籽晶以減少遺傳缺陷。下種前，溶液溫度比飽和點(diǎn)溫度稍高，以保證籽晶進(jìn)入溶液后其表面保持微溶。3.控制晶體生長

在生長過程中要讓溶液自始至終處于業(yè)穩(wěn)區(qū)并保持適當(dāng)?shù)倪^飽和，須控制好降溫速度和蒸發(fā)速率。決定降溫速率的工藝因素是：

a）晶體允許的生長的速度。

b）溶解度溫度系數(shù)

c）溶液體積（V）和晶體生長表面積（S）之比4.晶體的取出:

晶體生長完畢后，降至室溫后方可把晶體取出，以防溫差過大引起晶體開裂。五、晶體常見缺陷和單晶完整性的控制1.水溶性晶體的常見缺陷（一）晶面花紋和母液包藏。（二）外形不完整性、楔化和寄生生長。（三）光學(xué)均勻差2.生長優(yōu)質(zhì)單晶的條件（一）高質(zhì)量的籽晶；（二）高純度的原料；（三）穩(wěn)定的生長速度是生長優(yōu)質(zhì)完整單晶的必要條件。水熱法生長一、水熱法生長原理

大氣條件下難溶于水的物質(zhì)在高溫高壓下進(jìn)行水溶解，使之形成具有適當(dāng)過飽和度的溶液，從而實現(xiàn)在高溫高壓溶液中的晶體生長，亦稱為高溫溶液法。水晶須采用水熱法進(jìn)行生長。

高壓釜的內(nèi)部對流檔板將釜分成上、下兩部分，上部為生長區(qū)。二、高壓釜

高壓釜是水熱法生長的關(guān)鍵設(shè)備，它直接與晶體生長的效果有關(guān)，在高溫高壓下工作，同腐蝕溶劑接觸，因此要求：

1）高溫機(jī)械性能；

2）耐腐蝕性能；

3）密封結(jié)構(gòu)可靠，便于制造的裝卸1.高壓釜的結(jié)構(gòu)（一）法蘭盤式

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：加工簡單，操作簡便，但是這種結(jié)構(gòu)型式要隨口徑增大，盤的直徑和厚度也不斷增大重量也增大，給操作帶來不便。GSH釜蓋法蘭快開系列反應(yīng)釜（二）內(nèi)螺紋式

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：釜體上體有內(nèi)螺紋，用壓緊螺釘通過密封圈和壓圈壓緊密封塞，開釜時可用壓機(jī)將密塞和壓圈取下即可。

（三）卡箍式結(jié)構(gòu)

用三塊并合卡箍使密使密封環(huán)達(dá)到預(yù)緊密封。當(dāng)釜內(nèi)壓力上升時頂蓋向上移動，密封環(huán)受軸向力向徑向擴(kuò)展，達(dá)到密封的目的，此種結(jié)構(gòu)形式適用于大口徑的高壓釜。2.高壓釜的密封形式（一）非自緊式密封通過螺栓擰緊法蘭使密封環(huán)發(fā)生變形以達(dá)到密封的目的，預(yù)緊力必須大于工作壓力，否則密封無法維持。（二）自緊式密封由釜體、密封塞、密封環(huán)和頂蓋組成，其原理為：頂蓋與釜體以螺絲連接，釜內(nèi)壓力通過密封塞壓緊在頂蓋下端支持的密封環(huán)變形達(dá)到密封。3.保溫爐

高壓釜裝料密封后，吊裝到保溫爐內(nèi)。保溫爐由爐體、釜體、加熱器以及熱電偶等組成。

1.爐體一般用用絕熱材料制成。

2.為實現(xiàn)高壓釜上、下區(qū)間的溫差控制，需在爐體相應(yīng)于生長區(qū)和溶解區(qū)間加一層金屬材料擋溫板，使下部熱空氣不能對流到上部。

3.加熱方式采用固定在釜體外壁的加熱器進(jìn)行加熱。

4.熱電偶工作端插入釜體內(nèi)測溫孔進(jìn)行溫度測量，自由端用補(bǔ)償導(dǎo)線接到儀表上控制爐溫。四、人造水晶的水熱生長確定各種參數(shù)堿液配制培養(yǎng)體處理釜體清洗裝釜懸掛籽晶晶條準(zhǔn)備溫度控制開釜晶體檢驗籽晶處理打孔研磨定向切割籽晶選擇水熱法生長晶體的注意點(diǎn)：（1）裝釜前對釜底和各種器械進(jìn)行清洗，防止雜質(zhì)進(jìn)入。（2）生長中防止雜晶生成。（3）嚴(yán)格控制溫度與壓力，以控制晶體生長速率和質(zhì)量。溶劑法生長晶體

溶劑法是高溫下從熔融的鹽溶劑中生長晶體的方法。尤其適宜生長熔點(diǎn)高及在熔點(diǎn)以下相變分解的晶體。一、溶劑法生長原理

溶劑法是利用晶體組分在高溫下溶解于低熔點(diǎn)的溶劑形成飽和熔體，通過緩慢冷卻或在恒定溫度下蒸發(fā)溶劑，使熔體處于過飽和狀態(tài)，以便晶體從熔體中不斷析出。溶劑法使得在較低的溫度下生長高熔點(diǎn)晶體成為可能。也可把溶劑法稱為鹽熔法、助熔劑法。溶劑法生長晶體的優(yōu)點(diǎn)：生長溫度低：避免高熔點(diǎn)化合物生長時的容器材料問題。解決了非同成分熔融化合物易在熔點(diǎn)附近分解，無法從熔體中長出單晶的問題。某些晶體會發(fā)生固態(tài)相變，產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力使晶體碎裂；溶劑法可在轉(zhuǎn)變溫度以下生長，避免相變。溶劑法可有效解決有揮發(fā)性組分在熔點(diǎn)附近分解的問題。適用性強(qiáng)，生長設(shè)備簡單。缺點(diǎn)：生長速度慢、生長周期長、晶體尺寸小、易夾雜溶劑相離子、許多溶劑有毒性、其揮發(fā)物腐蝕或污染爐體。二、生長裝置溶劑法生長爐示意圖硅碳棒爐殼盛料的Pt坩堝ZrO2板硅碳棒耐火磚溶劑法生長的裝置一般采用長方形或立式圓柱體電阻爐。具體要求：爐子保溫性能要好；發(fā)熱體有較強(qiáng)抗腐蝕能力；控溫精度高；特殊的坩堝材料（如Pt）。

坩堝放在爐內(nèi)一般有兩種方式：（1）坩堝無任何遮蔽放入爐膛（2）坩堝埋入耐火材料中如圖第二種方案可增加坩堝在高溫時的強(qiáng)度，也有助于增加熱容，減少熱波動，一旦坩堝發(fā)生穿漏，還可以被坩堝周圍的耐火材料所吸收，對爐子損害不大。三、溶劑的選擇根據(jù)實踐對理想溶劑提出如下要求：（1）熔點(diǎn)低；（2）對欲生長晶體組成有較高溶解度5~3%(重量)/10℃；（3）使用溫度下?lián)]發(fā)性要低；（4）溶劑在晶體中溶解度要低，易于與晶體分離；（5）溶劑粘度要低；（6）與坩堝