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