MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT - A MTA III. OSZTÁLYÁNAK FIZIKAI KÖZLEMÉNYEI 21. KÖTET (1973)

21. kötet / 1. sz. - TARJÁN IMRE: Egykristályok előállítása

TARJÁN I. a) Félvezető eszközök készítésére elegykristályok is (pl. Ge—Si) előnyösen használhatók. — Epitaxiális hordozóként a félvezetők esetében főleg korund és spinell kristályokat alkalmaznak. b) A nem-lineáris optika szempontjából azok a kristályok jönnek szóba, ame­lyek nem rendelkeznek szimmetria-centrummal. c) A fénymodulátorok és deflektorok számára a piezoelektromos és a magneto­optikai anyagok érdekesek. (Ezeket a táblázatban pontosvessző választja el egy­mástól.) d) A memória-anyagokat 3 csoportra osztottuk: mágneses és magnetooptikai, elektrooptikai, fotokromikus vagy színcentrum memóriák. (Ezeket is a táblázat­ban pontosvessző választja el egymástól.) Valamennyi alkalmazási területen az elmúlt években több irányú kutatómunka alakult ki : megfelelő kristálynövesztési eljárások kifejlesztése, a kész kristályok meg­munkálása, tulajdonságaik ellenőrzése. A legtöbb kutatóhelyen ezekhez a vizsgá­latokhoz a kristályos fázis képződése, növekedése, a kristályszerkezet és a kristály­hibák tanulmányozása és sok más fundamentális kutatás is kapcsolódott. A külön­böző területek egymásra utalva, egymást serkentve fejlődtek és ez az egészséges szimbiózis méginkább nélkülözhetetlen lesz a jövőben. A továbbiakban csak az egykristályok előállításának egyes kérdéseivel foglalkozom, de közben utalok néhány alapkutatási problémára is. 2. Amikor az első mesterséges kristályok elkészültek, nagy volt az öröm, hogy sikerült utánozni a természetet, pótolni fukarságát és hiányait. Az idők folyamán azonban az igények nemcsak a mennyiség és a sokféleség, hanem a minőség irányá­ban is nőttek. Egyre több és szigorúbb követelmény lépett fel a kristályok tisztaságát és tökéletességét illetően. A tökéletességgel, pontosabban a hibákkal kapcsolatban elsősorban a különböző eredetű és természetű kémiai és fizikai inhomogenitásokra, a nagy koncentrációkban jelen levő pont-, vonal- és felületi hibákra, valamint a sztöchiometriai aránytól való eltérésekre kell gondolnunk. A tisztaságra és tökéletességre vonatkozó tulajdonságokat általános vagy primér tulajdonságoknak nevezik, általánosaknak, mert ezekkel az előállított kristályoknak az alkalmazás területétől és módjától függetlenül rendelkezniük kell; priméreknek, mert ezek határozzák meg a konkrét felhasználás szempontjából fontos speciális vagy szekunder jellemzőket (pl. laserek esetében a hatásfokot, fénymodulátorok esetén a moduláció hatásosságát jellemző mennyiséget). 3. Az utolsó években a kristálynövesztési eljárások száma nagymértékben meg­nőtt. A II. táblázathoz alapul R. A. Laudise felosztása [1] szolgált, amelyet módo­sítottam és kiegészítettem. A felosztás gyakorlati és kevésbé elvi alapon történt. Ha ui. az adalékanyagot és a szennyezéseket is komponenseknek tekintjük, akkor valamennyi módszer több­komponenses és a különbség a két eljáráscsoport között csupán abban áll, hogy az egyik esetben az oldószert, a másikban az oldott anyagot kristályosítjuk. A felosztás különösen bizonytalanná válik olyan esetekben, amikor pl. nagy az adalékanyag koncentrációja, vagy nagymértékben oldódó anyagnak oldatból való növesztéséről van szó. Mindkét eljárás­csoporton belül különbséget szokás tenni konzervatív és nem­konzervatív rendszerek, ill. eljárások között. Az egykomponenses eljárásoknál ezt a felosztási lehetőséget fel is használtuk. Egy rendszert (eljárást) a kristálynövesztés

Next