લેસર ક્રિસ્ટલની વૃદ્ધિ થિયરી

વીસમી સદીની શરૂઆતમાં, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવા માટે આધુનિક વિજ્ઞાન અને તકનીકીના સિદ્ધાંતોનો સતત ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને સ્ફટિક વૃદ્ધિ કલાથી વિજ્ઞાન તરફ વિકસિત થવા લાગી હતી. ખાસ કરીને 1950 ના દાયકાથી, સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન દ્વારા રજૂ થતી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના વિકાસે સ્ફટિક વૃદ્ધિ સિદ્ધાંત અને તકનીકીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, વિવિધ પ્રકારના કમ્પાઉન્ડ સેમિકન્ડક્ટર્સ અને અન્ય ઈલેક્ટ્રોનિક મટિરિયલ્સ, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક મટિરિયલ્સ, નોનલાઈનિયર ઓપ્ટિકલ મટિરિયલ્સ, સુપરકન્ડક્ટિંગ મટિરિયલ્સ, ફેરોઈલેક્ટ્રિક મટિરિયલ્સ અને મેટલ સિંગલ ક્રિસ્ટલ મટિરિયલ્સના વિકાસને કારણે શ્રેણીબદ્ધ સૈદ્ધાંતિક સમસ્યાઓ ઊભી થઈ છે. અને સ્ફટિક વૃદ્ધિ તકનીક માટે વધુ અને વધુ જટિલ આવશ્યકતાઓ આગળ મૂકવામાં આવે છે. સ્ફટિક વૃદ્ધિના સિદ્ધાંત અને તકનીક પર સંશોધન વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બન્યું છે અને તે આધુનિક વિજ્ઞાન અને તકનીકની એક મહત્વપૂર્ણ શાખા બની ગયું છે.
હાલમાં, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિએ ધીમે ધીમે વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતોની શ્રેણી બનાવી છે, જેનો ઉપયોગ સ્ફટિક વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. જો કે, આ સૈદ્ધાંતિક પ્રણાલી હજી સંપૂર્ણ નથી, અને હજી પણ ઘણી બધી સામગ્રી છે જે અનુભવ પર આધારિત છે. તેથી, કૃત્રિમ સ્ફટિક વૃદ્ધિને સામાન્ય રીતે કારીગરી અને વિજ્ઞાનના સંયોજન તરીકે ગણવામાં આવે છે.
સંપૂર્ણ સ્ફટિકોની તૈયારી માટે નીચેની શરતોની જરૂર છે:
1.પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીનું તાપમાન એકસરખું નિયંત્રિત હોવું જોઈએ. સ્થાનિક ઓવરકૂલિંગ અથવા ઓવરહિટીંગને રોકવા માટે, તે સ્ફટિકોના ન્યુક્લિએશન અને વૃદ્ધિને અસર કરશે.
2. સ્વયંસ્ફુરિત ન્યુક્લિએશનને રોકવા માટે સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયા શક્ય તેટલી ધીમી હોવી જોઈએ. કારણ કે એકવાર સ્વયંસ્ફુરિત ન્યુક્લિએશન થાય છે, ઘણા સૂક્ષ્મ કણો રચાય છે અને સ્ફટિકના વિકાસને અવરોધે છે.
3. ક્રિસ્ટલ ન્યુક્લિએશન અને વૃદ્ધિ દર સાથે ઠંડક દરને મેચ કરો. સ્ફટિકો એકસરખી રીતે ઉગાડવામાં આવે છે, સ્ફટિકોમાં કોઈ એકાગ્રતા ઢાળ નથી, અને રચના રાસાયણિક પ્રમાણસરતાથી વિચલિત થતી નથી.
સ્ફટિક વૃદ્ધિ પદ્ધતિઓને તેમના મૂળ તબક્કાના પ્રકાર અનુસાર ચાર શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, જેમ કે મેલ્ટ વૃદ્ધિ, દ્રાવણ વૃદ્ધિ, વરાળ તબક્કા વૃદ્ધિ અને ઘન તબક્કા વૃદ્ધિ. આ ચાર પ્રકારની ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પદ્ધતિઓ નિયંત્રણ પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફારો સાથે ડઝનેક ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ તકનીકોમાં વિકસિત થઈ છે.
સામાન્ય રીતે, જો સ્ફટિક વૃદ્ધિની સમગ્ર પ્રક્રિયાનું વિઘટન થાય છે, તો તેમાં ઓછામાં ઓછી નીચેની મૂળભૂત પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થવો જોઈએ: દ્રાવ્યનું વિસર્જન, સ્ફટિક વૃદ્ધિ એકમનું નિર્માણ, વૃદ્ધિના માધ્યમમાં સ્ફટિક વૃદ્ધિ એકમનું પરિવહન, સ્ફટિક વૃદ્ધિની હિલચાલ અને સંયોજન. ક્રિસ્ટલ સપાટી પરનું તત્વ અને ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ઈન્ટરફેસનું સંક્રમણ, જેથી સ્ફટિક વૃદ્ધિની અનુભૂતિ થાય.