ലേസർ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ചാ സിദ്ധാന്തം

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ, ആധുനിക ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും തത്ത്വങ്ങൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ നിയന്ത്രിക്കാൻ തുടർച്ചയായി ഉപയോഗിച്ചു, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച കലയിൽ നിന്ന് ശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് പരിണമിക്കാൻ തുടങ്ങി. പ്രത്യേകിച്ചും 1950-കൾ മുതൽ, സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളുടെ വികസനം ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വികാസത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വിവിധതരം സംയുക്ത അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെയും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെയും വികസനം, ഒപ്റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് മെറ്റീരിയലുകൾ, നോൺലീനിയർ ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലുകൾ, സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ഫെറോഇലക്‌ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ, മെറ്റൽ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവ സൈദ്ധാന്തിക പ്രശ്‌നങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലേക്ക് നയിച്ചു. ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കായി കൂടുതൽ 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 പരമ്പരയ്ക്ക് രൂപം നൽകിയിട്ടുണ്ട്, അവ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയെ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സൈദ്ധാന്തിക സംവിധാനം ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായിട്ടില്ല, അനുഭവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ധാരാളം ഉള്ളടക്കങ്ങൾ ഇപ്പോഴും ഉണ്ട്. അതിനാൽ, കൃത്രിമ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച കരകൗശലത്തിൻ്റെയും ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെയും സംയോജനമായാണ് പൊതുവെ കണക്കാക്കപ്പെടുന്നത്.
പൂർണ്ണമായ പരലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് ഇനിപ്പറയുന്ന വ്യവസ്ഥകൾ ആവശ്യമാണ്:
1.പ്രതികരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ താപനില ഒരേപോലെ നിയന്ത്രിക്കണം. ലോക്കൽ ഓവർ കൂളിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഓവർ ഹീറ്റിംഗ് തടയുന്നതിന്, അത് പരലുകളുടെ ന്യൂക്ലിയേഷനെയും വളർച്ചയെയും ബാധിക്കും.
2. സ്വതസിദ്ധമായ ന്യൂക്ലിയേഷൻ തടയാൻ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയ കഴിയുന്നത്ര മന്ദഗതിയിലായിരിക്കണം. കാരണം സ്വതസിദ്ധമായ ന്യൂക്ലിയേഷൻ ഒരിക്കൽ സംഭവിച്ചാൽ, അനേകം സൂക്ഷ്മകണങ്ങൾ രൂപപ്പെടുകയും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.
3. ക്രിസ്റ്റൽ ന്യൂക്ലിയേഷനും വളർച്ചാ നിരക്കും ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കൽ നിരക്ക് പൊരുത്തപ്പെടുത്തുക. പരലുകൾ ഒരേപോലെ വളരുന്നു, പരലുകളിൽ കോൺസൺട്രേഷൻ ഗ്രേഡിയൻ്റ് ഇല്ല, കൂടാതെ ഘടന രാസ അനുപാതത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുന്നില്ല.
ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ രീതികളെ അവയുടെ മാതൃ ഘട്ടത്തിൻ്റെ തരം അനുസരിച്ച് നാല് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം, അതായത് ഉരുകൽ വളർച്ച, ലായനി വളർച്ച, നീരാവി ഘട്ട വളർച്ച, ഖര ഘട്ട വളർച്ച. ഈ നാല് തരത്തിലുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ രീതികൾ നിയന്ത്രണ വ്യവസ്ഥകളിലെ മാറ്റങ്ങളോടെ ഡസൻ കണക്കിന് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികതകളായി പരിണമിച്ചു.
പൊതുവേ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും വിഘടിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അതിൽ കുറഞ്ഞത് ഇനിപ്പറയുന്ന അടിസ്ഥാന പ്രക്രിയകൾ ഉൾപ്പെടുത്തണം: ലായകത്തിൻ്റെ പിരിച്ചുവിടൽ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ യൂണിറ്റിൻ്റെ രൂപീകരണം, വളർച്ചാ മാധ്യമത്തിൽ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ യൂണിറ്റിൻ്റെ ഗതാഗതം, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ ചലനവും സംയോജനവും ക്രിസ്റ്റൽ പ്രതലത്തിലെ മൂലകവും ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് ഇൻ്റർഫേസിൻ്റെ പരിവർത്തനവും, അങ്ങനെ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച മനസ്സിലാക്കാൻ.