33
Mühazirə 4
Monokristalların yetişdirilməsi.
Bərk maddələr amorf və kristallik halda olurlar. Maddənin kristallik halı da polikristal və monokristal
olmaqla fərqlənir. Yəni polikristallik brk maddə çox saylı kristallardan ibarətdir və bu kristallar bir-birinə
nisbənən təsadüfi vəziyyətdə yerləşmişlər. Belə polikristallik maddələrin xassələri kristalliklərin
ölçülərindən, onların istiqamətli düzülüşündən, sətlərinin sahəsindən və mükəmməliyindən, kristalliklər arası
boşluqlardan, defektlərdən və bir sıra faktorlardan asılıdır. Ona görə də eyni bir maddənin eyni şəraitdə
kristallaşdırılmasından alınan polikristalların belə xassələri çöx zaman fərqli olur. Bu isə materialşünasllıqda
müəyyən problemlər yaradır.
Sünii yolla alınmış monokristallar hələ dünya müharibəsi vaxtında istifadə olunurdu. O zaman kvars
və turmalin ultrasəs detektorlarında istifadə olunurdu. Bərk cisimlərin həqiqi xassələrini bilmək üçün onun
monokristallarını tədqiq etmək lazımdır.
İstənilən verilmiş maddənin polikristallik formasından monokristalın alınması iki yolla həyata
keçirilir.
1.tədricən böyümə və kristalın səthinin yerdəyişməsi.
2.verilmiş kristallik formanın tamamilə dağılması və arzu olunan monokristala keçməsi.
Birinci metod əvvəllər ikincili rekristallaşma zamanı alınan çox kiçik metal kristallarına tətbiq
olunub.İkinci tip qeyri-metal birləşmələri üşün daha böyük əhəmiyyət kəsb edir.Burada hal dəyişikliyi
aşağıdakı xarakterə malikdir:bərk faza-maye-bərk faza və ya bərk faza-buxar-bərk faza.
Kristalların yetişdirilməsinin bütün metodlarını 2 əsas qrupa ayırmaq olar.
A.Təmiz ərintidən yetişdirilmə
1.tigelin yerdəyişməsi ( Bridcmen-Stokbarqera metodu)
2.kristalların yerdəyişməsi(Çoxralski metodu)
3.ayrılma səthinin yerdəyişməsi(Verneyl metodu)
Bu metodun üstünlüyü aşağıdakılardır:
-böyümənin yüksək sürəti
-aparatın sadəliyi
-böyük kristalların alınması
Bu metodun mənfi cəhəti aşağıdakılardır:
-kristalların keyfiyyəti aşağı ola bilər.
-böyük temperatur qradienti
-
-soyudulma
B.məhluldan yetişdirilmə
1.100 C-dən aşağı temperaturlu maye su(suda həllolan kristallar alınır)
2.100 C-dən yuxarı temperaturlu maye su (hidrotermal yetişdirilmə)
3.yüksək kritik su (temperatur > Tc)(hidrotermal yetişdirilmə)
4.Ərimiş oksid və ya duz(məhlulda ərintidən böyümə)
5.Buxar-daşıyıcılar(buxar fazadan böyümə)
Bu metodun üstünlüyü aşağıdakılardır:
-yetişdirilmənin izotermik mühiti
34
-yavaş böyümə,yüksək keyfiyyət
-kristallarda gərginliyin olmaması
Bu metodun mənfi cəhəti aşağıdakılardır:
-daşıyıcı mühit və ya qabların materialından kristalların çirklənmə imkanı
-sənaye istehsalı üçün böyümə sürətinin aşağı olması
Beləliklə, A metodunda böyümə fazanın tərkibi dəyişmədən və ya dəyişərək yüksək temperaturda
gedir.B metodu isə aşağı temperaturlarda istifadə olunur.
Fazanın təbiətinə görə kristalların yetişdirilməsinin A metodu aşağıdakı kimi klassifikasiya olunur.
-monokristalların buxar fazadan böyüməsi
-monokristalların maye fazadan böyüməsi
-monokristalların bərk fazadan böyüməsi
1.monokristalların buxar fazadan böyüməsi.
Bu metodun prinsipi olduqca sadədir və maddənin qovulmasına və sonradan toplayıcıda
kondensasiyasına əsaslanır.Böyük buxar sərtliyinə malik birləşmələrə tətbiq olunur məs; CdS,ZnS,MoO3.Bu
üsulla tinglərin alınması daha məqsədəuyğundur.
2.monokristalların maye fazadan böyüməsi.
Monokristalların yetişdirilmə sistemi dörd əsas komponentdən ibarətdir:götürülmüş
maddə,maye,kristal və bərk cisim-maye ayrılma səthi.Kristalların həcmli böyüməsi ancaq dörd
komponentdən birinin yerdəyişməsi zamanı mümkündür: a) kristal-maye ayrılma səthinin
yerdəyişməsi.Metod müxtəlif adlarla məlumdur-Bridcmen metodu,Stoqbarger metodu və ya Kiropulos üsulu.
Ərinti temperaturda tigelə yerləşdirilir. Maye səthinə intensiv soyudulan fitil kristal yaxınlaşdırılır,
hansı ki, səthin soyumasını həyata keçirir.Kristallaşma fitilin səthində başlayır və ərintinin dərinliyinə doğru
gedir.Kristalın ölçüsü ilk növbədə peçdə temperaturun paylanmasına əsasən təyin edilir.Bu metod daha çox
böyük kristalların hazırlanmasında istifadə olunur-qələvi metalların hallogenidləri.Böyümə sürəti ~1sm/saat
təşkil edir.Alınan kristallar yaxşı optiki keyfiyyətlərə malikdir ancaq mükəmməl kristallar alınmır.
Твердое тело
Dostları ilə paylaş: