Í byrjun tuttugustu aldar voru meginreglur nútímavísinda og tækni stöðugt notaðar til að stjórna kristallavaxtarferlinu og kristallavöxtur fór að þróast frá list til vísinda. Sérstaklega frá sjötta áratugnum hefur þróun hálfleiðaraefna, sem eru táknuð með einkristalla sílikoni, stuðlað að þróun kristallavaxtarkenninga og tækni. Á undanförnum árum hefur þróun fjölbreyttra samsettra hálfleiðara og annarra rafeindaefna, ljósfræðilegra efna, ólínulegra ljósfræðilegra efna, ofurleiðandi efna, járnrafefna og einkristalla úr málmi leitt til fjölda fræðilegra vandamála. Og sífellt flóknari kröfur eru settar fram um kristallavaxtartækni. Rannsóknir á meginreglu og tækni kristallavaxtar hafa orðið sífellt mikilvægari og orðið mikilvæg grein nútímavísinda og tækni.
Sem stendur hefur kristalvöxtur smám saman myndað röð vísindalegra kenninga sem eru notaðar til að stjórna kristalvaxtarferlinu. Hins vegar er þetta fræðilega kerfi ekki fullkomið og enn er mikið efni sem byggir á reynslu. Þess vegna er gervi kristalvöxtur almennt talinn vera sambland af handverki og vísindum.
Til að búa til heila kristalla þarf að uppfylla eftirfarandi skilyrði:
1. Hitastig hvarfkerfisins ætti að vera jafnt stjórnað. Til að koma í veg fyrir staðbundna ofkælingu eða ofhitnun mun það hafa áhrif á kjarnamyndun og vöxt kristalla.
2. Kristöllunarferlið ætti að vera eins hægt og mögulegt er til að koma í veg fyrir sjálfsprottna kjarnamyndun. Því þegar sjálfsprottin kjarnamyndun á sér stað myndast margar fínar agnir sem hindra kristallavöxt.
3. Paraðu kælingarhraðann við kjarnamyndun og vaxtarhraða kristalsins. Kristallarnir vaxa jafnt, enginn styrkhalli er í kristöllunum og samsetningin víkur ekki frá efnafræðilegu hlutfalli.
Aðferðir til kristallavaxtar má flokka í fjóra flokka eftir gerð upprunafasa þeirra, þ.e. bráðnun, lausnarvöxt, gufufasavöxt og fastfasavöxt. Þessar fjórar gerðir kristallavaxtaraðferða hafa þróast í tugi kristallavaxtartækni með breytingum á stjórnunarskilyrðum.
Almennt séð, ef allt kristallavaxtarferlið er sundrað, ætti það að minnsta kosti að innihalda eftirfarandi grunnferli: upplausn leystra efnis, myndun kristallavaxtareininga, flutning kristallavaxtareininga í vaxtarmiðli, kristallavöxt, hreyfingu og samsetningu frumefna á kristalyfirborðinu og umskipti á kristalvaxtarviðmótinu, til að ná fram kristallavexti.
Birtingartími: 7. des. 2022