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 की ओर विकसित होने लगा। विशेष रूप से 1950 के दशक के बाद से, एकल क्रिस्टल सिलिकॉन द्वारा प्रस्तुत अर्धचालक सामग्रियों के विकास ने क्रिस्टल विकास सिद्धांत और प्रौद्योगिकी के विकास को बढ़ावा दिया है। हाल के वर्षों में, विभिन्न प्रकार के यौगिक अर्धचालक और अन्य इलेक्ट्रॉनिक सामग्री, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सामग्री, नॉनलाइनियर ऑप्टिकल सामग्री, सुपरकंडक्टिंग सामग्री, फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री और धातु एकल क्रिस्टल सामग्री के विकास ने सैद्धांतिक समस्याओं की एक श्रृंखला को जन्म दिया है। और क्रिस्टल विकास प्रौद्योगिकी के लिए अधिक से अधिक जटिल आवश्यकताओं को सामने रखा गया है। क्रिस्टल विकास के सिद्धांत और प्रौद्योगिकी पर अनुसंधान तेजी से महत्वपूर्ण हो गया है और आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा बन गया है।
वर्तमान में, क्रिस्टल विकास ने धीरे-धीरे वैज्ञानिक सिद्धांतों की एक श्रृंखला बनाई है, जिनका उपयोग क्रिस्टल विकास प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यह सैद्धांतिक प्रणाली अभी भी सही नहीं है, और अभी भी बहुत सारी सामग्री है जो अनुभव पर निर्भर करती है। इसलिए, कृत्रिम क्रिस्टल विकास को आम तौर पर शिल्प कौशल और विज्ञान का संयोजन माना जाता है।
संपूर्ण क्रिस्टल तैयार करने के लिए निम्नलिखित शर्तों की आवश्यकता होती है:
1. प्रतिक्रिया प्रणाली का तापमान समान रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। स्थानीय ओवरकूलिंग या ओवरहीटिंग को रोकने के लिए, यह क्रिस्टल के न्यूक्लियेशन और विकास को प्रभावित करेगा।
2. सहज न्यूक्लिएशन को रोकने के लिए क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया यथासंभव धीमी होनी चाहिए। क्योंकि एक बार स्वतःस्फूर्त न्यूक्लियेशन होने पर, कई बारीक कण बनेंगे और क्रिस्टल के विकास में बाधा डालेंगे।
3. शीतलन दर को क्रिस्टल न्यूक्लिएशन और विकास दर से मिलाएं। क्रिस्टल समान रूप से उगाए जाते हैं, क्रिस्टल में कोई सांद्रता प्रवणता नहीं होती है, और संरचना रासायनिक आनुपातिकता से विचलित नहीं होती है।
क्रिस्टल विकास विधियों को उनके मूल चरण के प्रकार के अनुसार चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, अर्थात् पिघला हुआ विकास, समाधान विकास, वाष्प चरण विकास और ठोस चरण विकास। ये चार प्रकार की क्रिस्टल वृद्धि 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 निर्माण, विकास माध्यम में क्रिस्टल विकास इकाई का परिवहन, क्रिस्टल विकास की गति और संयोजन क्रिस्टल सतह पर तत्व और क्रिस्टल विकास इंटरफ़ेस का संक्रमण, ताकि क्रिस्टल विकास का एहसास हो सके।