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기능성 크리스탈 소재

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기능성 크리스탈 소재

결정성 물질은 주기적이고 규칙적인 배열로 원자, 이온, 분자 또는 입자 그룹을 포함하는 결정성 물질로 구성된 고체 물질입니다. 단결정은 단결정으로 구성된 물질로, 다이아몬드 결정과 같이 자연에 존재하거나, 게르마늄, 실리콘 단결정과 같이 인공적으로 만들어질 수도 있다. 단결정은 핵으로부터 성장하며 모든 세포의 방향이 동일하므로 이방성을 갖는다.

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준비 방법






다음 그림은 이방성을 갖는 CsPbBr3 단결정의 형태학적 및 원소적 특성을 보여줍니다.

1. 자기 제한적: 즉, 단결정은 가능한 경우 특정 규칙적인 기하학적 다면체를 자발적으로 형성하는 경향이 있습니다.

2. 균질성: 즉, 동일한 단결정의 서로 다른 부분은 동일한 거시적 특성을 갖습니다.

3. 대칭성: 즉, 모양과 물리적 특성의 특정 방향에 있는 단결정이 동일합니다.

4. 이방성: 즉, 단결정의 방향이 다르면 일반적으로 물리적 특성이 다릅니다.

5. 작은 내부 에너지와 큰 안정성: 즉, 물질의 비정질 상태가 결정 상태로 자발적으로 변형될 수 있습니다.

용융 방법

용융물로부터 결정을 성장시키는 것은 대형 단결정과 특정 모양의 단결정을 제조하는 가장 일반적이고 중요한 방법 중 하나입니다.

전자 및 광학과 같은 현대 기술 응용 분야에 필요한 대부분의 단결정 재료는 단결정 실리콘, GaAs(질화 갈륨), LiNbO3(니오브산 리튬), Nd:YAG(네오디뮴 도핑 이터븀 알루미늄)과 같은 용융 성장 방법으로 제조됩니다. 가넷), Al2O3(백색 보석) 및 특정 알칼리 토금속 및 알칼리 토금속의 할로겐화 화합물 등

다른 방법과 비교하여 용융 성장은 일반적으로 성장이 빠르고 결정의 순도와 무결성이 높다는 장점이 있습니다. 용융법에 의한 결정성장의 간단한 원리는 결정성장을 위한 원료를 특정 조건에서 녹여 단결정으로 굳히는 것이다. 원료의 용융과 용융물의 응고는 두 가지 주요 단계입니다.

용융물은 통제된 조건 하에서 방향성 방식으로 응고되어야 하며 성장 과정은 고체-액체 경계면의 움직임에 의해 수행됩니다. 용융물에서 결정이 성장하려면 시스템의 온도가 평형 온도보다 낮아야 합니다. 시스템 온도가 평형 온도보다 낮은 상태는 과냉각 상태가 됩니다.

과냉각의 절대값은 과냉각 정도이며, 이는 시스템의 과냉각 크기를 나타냅니다. 과냉도는 용융법에서 결정 성장의 원동력입니다. 특정 결정질 물질의 경우 특정 과냉도에서 결정 성장 속도를 결정하는 주요 요인은 결정과 용융물 사이의 온도 구배의 상대적 크기입니다.

상온 용액 방법

용액에서 결정을 성장시키는 방법은 가장 오랜 역사를 가지고 있으며 널리 사용됩니다. 이 방법의 기본 원리는 원료 용질을 용매에 용해시키고 결정이 성장하는 용액을 과포화 상태로 만들기 위해 적절한 조치를 취하는 것입니다. 해결 방법에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

1. 결정은 융점보다 훨씬 낮은 온도에서도 성장할 수 있습니다. 녹는점 이하에서 분해되거나 원치 않는 결정학적 변형을 겪는 많은 결정이 있으며, 일부는 녹을 때 증기압이 높습니다. 이 솔루션을 사용하면 이러한 결정이 더 낮은 온도에서 성장할 수 있으므로 위의 문제를 피할 수 있습니다. 또한, 저온에서 결정을 성장시키기 위한 열원과 성장 용기를 선택하기가 더 쉽습니다.

2. 점도 감소. 일부 결정은 용융 상태에서 점성이 매우 높아 결정을 형성할 수 없으며 냉각 시 유리처럼 변합니다.

3. 완전한 형태의 크고 균일한 결정으로 성장하기 쉽습니다.

4. 대부분의 경우 결정 성장 과정을 직접 관찰할 수 있으므로 결정 성장 역학에 대한 연구가 용이합니다. 용액법의 단점은 구성성분이 많고, 결정 성장에 영향을 미치는 요인이 복잡하며, 성장 속도가 느리고, 기간이 길다는 점(보통 수십일 또는 심지어 XNUMX년 이상이 소요됨)입니다.

또한, 용액법은 결정 성장을 위한 온도 제어의 높은 정밀도를 요구합니다. 용액법에 의한 결정 성장의 필수 조건: 용액의 농도가 해당 온도에서의 평형 농도보다 높습니다. 즉, 과포화 정도입니다. 원동력은 과포화 정도입니다.

고온 용액법

고온용액법은 결정을 성장시키는 중요한 방법으로 초기 연금술에서 사용된 수단 중 하나였다. 고온에서 용액이나 용융염 용매로부터 결정이 성장하면 용질상이 녹는점보다 훨씬 낮은 온도에서 성장할 수 있습니다. 이 방법은 다른 방법에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

1. 강력한 적용성. 적절한 플럭스 또는 플럭스 조합을 찾을 수 있는 한 단결정을 성장시킬 수 있습니다.

2. 많은 내화성 화합물과 융점이 매우 휘발성이거나 온도가 높을 때 값이나 상 변화 물질의 변화뿐만 아니라 용융 화합물의 조성이 동일하지 않아 용융물에서 직접 성장할 수 없거나 성장할 수 없습니다. 완전한 고품질의 단결정, 낮은 온도의 성장으로 인한 플럭스 방식 플럭스 방식은 낮은 성장 온도로 인해 독특한 능력을 보여줍니다.

용융염법에 의한 결정 제조의 단점:

느린 결정 성장; 관찰하기 쉽지 않습니다. 플럭스는 종종 독성이 있습니다. 작은 결정 크기; 다중 성분 플럭스에 의한 상호 오염.

이 방법은 다음 재료를 준비하는 데 적합합니다.

(1) 융점이 높은 재료;

(2) 저온에서 상전이가 있는 물질;

(3) 구성품의 증기압이 높은 구성품. 기본 원리: 고온 용액법은 결정성 물질을 고온 조건에서 적합한 플럭스에 용해시켜 용액을 형성하는 것이며 기본 원리는 상온 용액법과 동일합니다. 그러나 플럭스의 선택과 용액의 위상 관계 결정은 고온 용액법에서 결정 성장을 위한 전제 조건입니다.

물리화학적 기상법

소위 기상 결정성장법은 성장하고자 하는 결정물질을 승화, 증발, 분해의 과정을 거쳐 기상으로 전환시킨 후, 적절한 조건을 거쳐 포화증기 상태로 만든 후 응축, 성장시켜 결정으로 성장시키는 방법을 말한다. 결정화. 기상법에 의한 결정성장의 특징은 다음과 같다.

1. 성장된 결정의 고순도;

2. 성장된 결정의 양호한 완전성;

3. 결정의 느린 성장 속도;

4. 온도 구배, 과포화 비율, 운반 가스의 유속 등과 같이 제어하기 어려운 일련의 요소. 현재 기상 방법은 위스커 성장 및 에피택셜 필름의 성장(균질 및 이종 에피택시), 큰 크기의 벌크 결정 성장에는 단점이 있습니다.

증기상 방법은 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다.

증기 증착(PVD): 승화 응축, 분자빔 에피택시 및 음극 스퍼터링과 같은 물리적 합체에 의해 다결정 재료를 단결정으로 변환합니다.

화학 기상 증착법(CVD): 화학 수송법, 가스 분해법, 가스 합성법, MOCVD법 등의 화학 공정을 통해 다결정 원료를 기상을 통해 단결정으로 변환하는 것입니다.






크리스탈 소재 제품 라인업


결정질 재료의 더 높은 강도, 내식성, 전기 전도성 및 기타 특성은 과학 연구 및 산업 분야에서 광범위하게 응용됩니다. 결정질 재료는 자기 기록, 자기 저장 부품, 광학 메모리, 광학 절연, 광학 변조 및 기타 광학 및 광전자 부품, 적외선 감지, 적외선 센서, 컴퓨터 기술, 레이저 및 광통신 기술, 적외선 제조에 없어서는 안될 기본 재료가 되었습니다. 원격 감지 기술 및 기타 첨단 기술 분야.

우리의 결정 재료 연구 방향에는 주로 레이저 결정, 비선형 광학 결정, 초전 결정, 압전 결정, 레이저 자체 주파수 배가 결정, 전기 광학 결정, 반도체 결정, 금속 단일체 결정 등의 특성 및 응용에 대한 탐구가 포함됩니다. ., 새로운 결정 성장 방법 및 성장 기술 연구.

현재 당사는 주로 화학기상증착법과 물리기상증착법으로 금속 단결정을 생산하고 있으며, 또한 자체 제품 연구 개발 요구와 고객의 과학 연구 요구로 인해 다양한 제품의 에이전트 역할을 하고 있습니다. 판매용 국내 및 수입 크리스탈 재료는 과학 연구를 위한 크리스탈 재료의 다양한 크기와 정밀도에 맞게 맞춤화될 수 있습니다. 다음과 같은 제품 요구사항이 있는 경우 자세한 내용을 문의하려면 당사에 전화하세요.




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