本文簡(jiǎn)單介紹了提拉法生長(zhǎng)晶體的概念和應(yīng)用。

在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，人們經(jīng)常會(huì)提到一種晶體的生長(zhǎng)方法，叫做提拉法。 提拉法是從同組成的熔體中生長(zhǎng)單晶的一種主要方法。

設(shè)備示意圖如下圖所示，將多晶原料裝在坩堝中，并被加熱到原料的熔點(diǎn)以上，此時(shí)，坩堝內(nèi)的原料就熔化成熔體。

在坩堝的上方有一根可以旋轉(zhuǎn)和升降的提拉桿，桿的下端帶有一個(gè)夾頭，其上裝有籽晶。降低提拉桿，使籽晶插入熔體中, 只要溫度合適，籽晶既不熔掉也不長(zhǎng)大，然后緩慢地向上提拉和轉(zhuǎn)動(dòng)晶桿, 熔體在籽晶表面凝固，得到與原籽晶結(jié)晶學(xué)取向相同的棒狀晶體。

在提拉過(guò)程中，緩慢地降低加熱功率，籽晶就逐漸長(zhǎng)粗，小心地調(diào)節(jié)加熱功率，就能得到所需直徑的晶體。整個(gè)生長(zhǎng)裝置安放在一個(gè)可以封閉的外罩里，以便使生長(zhǎng)環(huán)境中有所需要的氣氛和壓強(qiáng).。通過(guò)外罩的窗口，可以觀察到生長(zhǎng)情況。

提拉法的主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)在晶體的生長(zhǎng)過(guò)程中，可以方便地觀察晶體的生長(zhǎng)狀況;

(2)晶體在熔體的自由表面處生長(zhǎng)，而不與坩堝相接觸，可以減少晶體的應(yīng)力并防止坩堝壁上的寄生成核；

(3)可以方便地使用定向籽晶得到完整的具有所需取向的晶體。

(4)能夠以較快的速度生長(zhǎng)質(zhì)量較高的晶體。

提拉法的應(yīng)用：

(1)提拉法廣泛用于生長(zhǎng) Si、Ge、 GaAs等半導(dǎo)體單晶材料，

(2)為防止物料中 As、 P等的損失，反應(yīng)經(jīng)常在高壓惰性氣氛中進(jìn)行, 或使用液相封蓋技術(shù)。

(3)目前提拉法已用于生產(chǎn)激光發(fā)生器件，例如Nd-YAG等激光材料。

上面講解了一種晶體生長(zhǎng)的方法，下面大致講解一些晶體的應(yīng)用。

根據(jù)行業(yè)應(yīng)用不同，晶體應(yīng)用主要分如下幾類：

(1)壓電晶體：

在外力作用下發(fā)生變形時(shí)，其表面產(chǎn)生電荷效應(yīng)的晶體；

應(yīng)用:

可制成換能器、振子以及傳感器。

主要晶體:

人工水晶等。

(2)電光晶體：

在外加電場(chǎng)作用下折射率發(fā)生變化，從而使通過(guò)晶體的一束激光分解為兩束偏振方向相互垂直的偏振光，并產(chǎn)生一根位差效應(yīng)的晶體。 應(yīng)用:

適用于激光的調(diào)制和偏振。

常用晶體:

鈮酸鋰、鉭酸鋰以及磷酸二氫鉀（KDP）

(3)非線性光學(xué)晶體：

組成晶體的原子因外層電子在光作用下偏離其平衡位置而發(fā)生極化

常用晶體:

磷酸二氫鉀、鈮酸鋰、鈮酸鉀以及偏硼酸鋇、三硼酸鋰

(4)光折變晶體：

在光作用下可引起折射率變化的晶體。

主要晶體:

鈦酸鋇、硅酸鉍、鈮酸鋰、鈮酸鋇鈉等。

(5)閃爍晶體：

具有閃爍效應(yīng)的晶體．

應(yīng)用:

測(cè)量核輻射能量

主要晶體:

鍺酸鉍，摻鉈的碘化鈉等

(6)激光晶體：

吸收足夠的能量之后能發(fā)出一種特殊的強(qiáng)光——"激光"！

主要晶體:

紅寶石、釔鋁石榴石

(7)半導(dǎo)體晶體 :

電阻率介于典型的金屬和絕緣體之間的一類物質(zhì)，其電阻率在10-2至107 歐姆/厘米之間。 常見(jiàn)的晶體:

周期表上第IV主族的硅(Si)和鍺(Ge)，此外還有III～V族的砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb)和II～VI族的硒化鋅(ZnSe)等。

審核編輯：黃飛