लेज़र क्रिस्टल का विकास सिद्धांत

बीसवीं सदी की शुरुआत में, क्रिस्टल विकास प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के सिद्धांतों का लगातार उपयोग किया गया, और क्रिस्टल विकास कला से विज्ञान में विकसित होने लगा। विशेष रूप से 1950 के दशक से, एकल क्रिस्टल सिलिकॉन द्वारा दर्शाए गए अर्धचालक पदार्थों के विकास ने क्रिस्टल विकास सिद्धांत और प्रौद्योगिकी के विकास को बढ़ावा दिया है। हाल के वर्षों में, विभिन्न प्रकार के यौगिक अर्धचालकों और अन्य इलेक्ट्रॉनिक सामग्रियों, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सामग्रियों, गैर-रेखीय ऑप्टिकल सामग्रियों, अतिचालक सामग्रियों, फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों और धातु एकल क्रिस्टल सामग्रियों के विकास ने सैद्धांतिक समस्याओं की एक श्रृंखला को जन्म दिया है। और क्रिस्टल विकास तकनीक के लिए अधिक से अधिक जटिल आवश्यकताएं सामने रखी गई हैं। क्रिस्टल विकास के सिद्धांत और तकनीक पर अनुसंधान तेजी से महत्वपूर्ण हो गया है और आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा बन गया है।
वर्तमान में, क्रिस्टल वृद्धि ने धीरे-धीरे वैज्ञानिक सिद्धांतों की एक श्रृंखला बनाई है, जिनका उपयोग क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यह सैद्धांतिक प्रणाली अभी तक पूर्ण नहीं है, और अभी भी बहुत सी सामग्री अनुभव पर निर्भर करती है। इसलिए, कृत्रिम क्रिस्टल वृद्धि को आमतौर पर शिल्प कौशल और विज्ञान का एक संयोजन माना जाता है।
पूर्ण क्रिस्टल तैयार करने के लिए निम्नलिखित शर्तों की आवश्यकता होती है:
1. अभिक्रिया प्रणाली का तापमान समान रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। स्थानीय अतिशीतलन या अतिताप को रोकने के लिए, जो क्रिस्टल के न्यूक्लिएशन और वृद्धि को प्रभावित करेगा।
2. स्वतःस्फूर्त न्यूक्लिएशन को रोकने के लिए क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया यथासंभव धीमी होनी चाहिए। क्योंकि एक बार स्वतःस्फूर्त न्यूक्लिएशन होने पर, कई सूक्ष्म कण बनेंगे और क्रिस्टल के विकास में बाधा डालेंगे।
3. शीतलन दर का क्रिस्टल न्यूक्लिएशन और वृद्धि दर से मिलान करें। क्रिस्टल समान रूप से विकसित होते हैं, क्रिस्टल में कोई सांद्रता प्रवणता नहीं होती है, और संरचना रासायनिक आनुपातिकता से विचलित नहीं होती है।
क्रिस्टल वृद्धि विधियों को उनके मूल प्रावस्था के प्रकार के अनुसार चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: पिघलन वृद्धि, विलयन वृद्धि, वाष्प प्रावस्था वृद्धि और ठोस प्रावस्था वृद्धि। क्रिस्टल वृद्धि की ये चार विधियाँ नियंत्रण स्थितियों में परिवर्तन के साथ दर्जनों क्रिस्टल वृद्धि तकनीकों में विकसित हुई हैं।
सामान्य तौर पर, यदि क्रिस्टल विकास की पूरी प्रक्रिया विघटित हो जाती है, तो इसमें कम से कम निम्नलिखित बुनियादी प्रक्रियाएं शामिल होनी चाहिए: विलेय का विघटन, क्रिस्टल विकास इकाई का गठन, विकास माध्यम में क्रिस्टल विकास इकाई का परिवहन, क्रिस्टल विकास क्रिस्टल सतह पर तत्व का आंदोलन और संयोजन और क्रिस्टल विकास इंटरफ़ेस का संक्रमण, ताकि क्रिस्टल विकास का एहसास हो सके।