ലേസർ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ വളർച്ചാ സിദ്ധാന്തം

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ആധുനിക ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ തത്വങ്ങൾ തുടർച്ചയായി ഉപയോഗിച്ചു, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച കലയിൽ നിന്ന് ശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് പരിണമിക്കാൻ തുടങ്ങി. പ്രത്യേകിച്ച് 1950-കൾ മുതൽ, സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളുടെ വികസനം ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വികസനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വിവിധ സംയുക്ത സെമികണ്ടക്ടറുകളുടെയും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് വസ്തുക്കളുടെയും വികസനം, ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് മെറ്റീരിയലുകൾ, നോൺ-ലീനിയർ ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലുകൾ, സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ഫെറോഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ, മെറ്റൽ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയുടെ വികസനം നിരവധി സൈദ്ധാന്തിക പ്രശ്‌നങ്ങൾക്ക് കാരണമായി. ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കായി കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആവശ്യകതകൾ മുന്നോട്ട് വയ്ക്കുന്നു. ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ തത്വത്തെയും സാങ്കേതികവിദ്യയെയും കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുകയും ആധുനിക ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ ഒരു പ്രധാന ശാഖയായി മാറുകയും ചെയ്തു.
നിലവിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച ക്രമേണ ശാസ്ത്രീയ സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പര രൂപപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, അവ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയെ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സൈദ്ധാന്തിക സംവിധാനം ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായിട്ടില്ല, കൂടാതെ അനുഭവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ധാരാളം ഉള്ളടക്കം ഇപ്പോഴും ഉണ്ട്. അതിനാൽ, കൃത്രിമ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച പൊതുവെ കരകൗശലത്തിന്റെയും ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും സംയോജനമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
പൂർണ്ണമായ പരലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് ഇനിപ്പറയുന്ന വ്യവസ്ഥകൾ ആവശ്യമാണ്:
1.പ്രതികരണ സംവിധാനത്തിന്റെ താപനില ഏകതാനമായി നിയന്ത്രിക്കണം.പ്രാദേശികമായി അമിതമായി തണുപ്പിക്കുന്നതിനോ അമിതമായി ചൂടാകുന്നതിനോ തടയുന്നതിന്, അത് പരലുകളുടെ ന്യൂക്ലിയേഷനെയും വളർച്ചയെയും ബാധിക്കും.
2. സ്വതസിദ്ധമായ ന്യൂക്ലിയേഷൻ തടയാൻ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയ കഴിയുന്നത്ര മന്ദഗതിയിലായിരിക്കണം. കാരണം ഒരിക്കൽ സ്വതസിദ്ധമായ ന്യൂക്ലിയേഷൻ സംഭവിച്ചാൽ, നിരവധി സൂക്ഷ്മകണങ്ങൾ രൂപപ്പെടുകയും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.
3. തണുപ്പിക്കൽ നിരക്ക് ക്രിസ്റ്റൽ ന്യൂക്ലിയേഷനും വളർച്ചാ നിരക്കുമായി പൊരുത്തപ്പെടുത്തുക. പരലുകൾ ഒരേപോലെ വളരുന്നു, പരലുകളിൽ സാന്ദ്രത ഗ്രേഡിയന്റ് ഇല്ല, കൂടാതെ ഘടന രാസ അനുപാതത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുന്നില്ല.
പരൽ വളർച്ചാ രീതികളെ അവയുടെ മാതൃ ഘട്ടത്തിന്റെ തരം അനുസരിച്ച് നാല് വിഭാഗങ്ങളായി തരംതിരിക്കാം, അതായത് ഉരുകൽ വളർച്ച, ലായനി വളർച്ച, നീരാവി ഘട്ട വളർച്ച, ഖര ഘട്ട വളർച്ച. ഈ നാല് തരം പരൽ വളർച്ചാ രീതികളും നിയന്ത്രണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാറ്റങ്ങളോടെ ഡസൻ കണക്കിന് പരൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതിക വിദ്യകളായി പരിണമിച്ചു.
പൊതുവേ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും വിഘടിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അതിൽ കുറഞ്ഞത് ഇനിപ്പറയുന്ന അടിസ്ഥാന പ്രക്രിയകളെങ്കിലും ഉൾപ്പെടുത്തണം: ലായകത്തിന്റെ ലയനം, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ യൂണിറ്റിന്റെ രൂപീകരണം, വളർച്ചാ മാധ്യമത്തിൽ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ യൂണിറ്റിന്റെ ഗതാഗതം, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച. ക്രിസ്റ്റൽ പ്രതലത്തിലെ മൂലകത്തിന്റെ ചലനവും സംയോജനവും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ഇന്റർഫേസിന്റെ പരിവർത്തനവും, അങ്ങനെ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെടുന്നു.