Handbook of Crystal Growth, Second Edition: Bulk Crystal Growth

جلد 2A: فناوری‌های اساسی

راهنمای رشد کریستال، نسخه دوم جلد IIA (تکنولوژی‌های پایه) فناوری‌های رشد پایه و روش‌های مدرن برش کریستال را ارائه می‌دهد. به ویژه، مبانی روشی و توسعه فناوری در زمینه تبلور حجیم در مقیاس های صنعتی و تحقیقاتی مورد بررسی قرار می گیرد. پس از یک فصل مقدماتی در مورد تشکیل کانی ها، حاکم بر پارامترهای اساسی تشکیل بلورها، فن آوری های پایه پیشرفته از مذاب، محلول و بخار که برای تحقیق و تولید مهم ترین مواد امروزی مانند سیلیکون، ترکیبات نیمه هادی و اکسیدها استفاده می شود، ارائه شده است. به تفصیل اهمیت میان رشته ای و کلی رشد کریستال برای زندگی انسان نشان داده شده است.

جلد 2B: مکانیسم ها و دینامیک رشد

کتابچه رشد کریستال، جلد دوم ویرایش IIB (مکانیسم‌های رشد و دینامیک) به مکانیسم‌ها و پویایی‌های مشخصه‌ای می‌پردازد که هر روش رشد کریستال حجیم مورد بحث در جلد IIA را همراهی می‌کند. قبل از اینکه اتم ها یا مولکول ها از موقعیتی در محیط سیال (گاز، مذاب یا محلول) به محل خود در سطح کریستالی عبور کنند، باید در سیال در فواصل ماکروسکوپی توسط انتشار، جابجایی شناور محور، کشش سطحی منتقل شوند. همرفت رانده، و همرفت اجباری (چرخش، شتاب، ارتعاش، اختلاط مغناطیسی). علاوه بر این، گرمای همجوشی و بخشی که گونه‌ها در مسیر خود به سمت کریستال با انتقال رسانا و همرفتی حمل می‌کنند، باید در فاز جامد توسط رسانش گرمایی و تشعشع به خوبی سازمان‌دهی‌شده برای حفظ یک رابط انتشار پایدار پخش شوند. علاوه بر این، پدیده های جداسازی و مویرگی به ترتیب نقش تعیین کننده ای برای ترکیب شیمیایی و شکل دهی کریستال ایفا می کنند. امروزه افزایش عملکرد کریستال با کیفیت بالا، بزرگ شدن اندازه و تکرارپذیری آن شرایط ضروری برای مطابقت با اقتصاد قوی است.

جلد 2A

• وضعیت و آینده رشد سیلیسیم بدون نابجایی چوکرالسکی و منطقه شناور را ارائه می دهد
• انجماد جهت شمش های سیلیکون را برای فتوولتائیک ها بررسی می کند. انجماد شیب عمودی GaAs، CdTe برای الکترونیک HF و تصویربرداری IR و همچنین ترکیبات ضد فرومغناطیسی و آلیاژهای فوق العاده برای پره های توربین
• بر رشد کریستال های دی الکتریک و اکسید رسانا برای لیزر و اپتیک غیر خطی تمرکز دارد. li>
• موضوعات مربوط به رشد فاز هیدروترمال، شار و بخار III-نیتریدها، کاربید سیلیکون و الماس مورد بررسی قرار گرفته است

جلد 2B

• کاوش در مویینگی کنترل شکل کریستال در رشد از مذاب
• موضوع مدل‌سازی دینامیک انتقال گرما و جرم
• کنترل فرآیندهای مذاب همرفتی توسط میدان‌های مغناطیسی و اقدامات ارتعاشی را مورد بحث قرار می‌دهد
• < li>شامل اطلاعات ضروری در مورد پدیده جداسازی و اعتبارسنجی همگنی ترکیبی است
• مکانیسم های تولید نقص کریستال و قابلیت کنترل آنها را بررسی می کند
• حالت های اتوماسیون مناسب را برای اطمینان از روند رشد کریستال ثابت نشان می دهد
• مبانی رشد محلول، رشد ژل کریستال های پروتئین، رشد مواد ابررسانا و تبلور انبوه برای صنایع غذایی و دارویی را نشان می دهد

Vol 2A: Basic Technologies

Handbook of Crystal Growth, 2nd Edition Volume IIA (Basic Technologies) presents basic growth technologies and modern crystal cutting methods. Particularly, the methodical fundamentals and development of technology in the field of bulk crystallization on both industrial and research scales are explored. After an introductory chapter on the formation of minerals, ruling historically the basic crystal formation parameters, advanced basic technologies from melt, solution, and vapour being applied for research and production of the today most important materials, like silicon, semiconductor compounds and oxides are presented in detail. The interdisciplinary and general importance of crystal growth for human live are illustrated.

Vol 2B: Growth Mechanisms and Dynamics

Handbook of Crystal Growth, 2nd Edition Volume IIB (Growth Mechanisms and Dynamics) deals with characteristic mechanisms and dynamics accompanying each bulk crystal growth method discussed in Volume IIA. Before the atoms or molecules pass over from a position in the fluid medium (gas, melt or solution) to their place in the crystalline face they must be transported in the fluid over macroscopic distances by diffusion, buoyancy-driven convection, surface-tension-driven convection, and forced convection (rotation, acceleration, vibration, magnetic mixing). Further, the heat of fusion and the part carried by the species on their way to the crystal by conductive and convective transport must be dissipated in the solid phase by well-organized thermal conduction and radiation to maintain a stable propagating interface. Additionally, segregation and capillary phenomena play a decisional role for chemical composition and crystal shaping, respectively. Today, the increase of high-quality crystal yield, its size enlargement and reproducibility are imperative conditions to match the strong economy.

Volume 2A

• Presents the status and future of Czochralski and float zone growth of dislocation-free silicon
• Examines directional solidification of silicon ingots for photovoltaics, vertical gradient freeze of GaAs, CdTe for HF electronics and IR imaging as well as antiferromagnetic compounds and super alloys for turbine blades
• Focuses on growth of dielectric and conducting oxide crystals for lasers and non-linear optics
• Topics on hydrothermal, flux and vapour phase growth of III-nitrides, silicon carbide and diamond are explored

Volume 2B

• Explores capillarity control of the crystal shape at the growth from the melt
• Highlights modeling of heat and mass transport dynamics
• Discusses control of convective melt processes by magnetic fields and vibration measures
• Includes imperative information on the segregation phenomenon and validation of compositional homogeneity
• Examines crystal defect generation mechanisms and their controllability
• Illustrates proper automation modes for ensuring constant crystal growth process
• Exhibits fundamentals of solution growth, gel growth of protein crystals, growth of superconductor materials and mass crystallization for food and pharmaceutical industries