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雷射加熱平台成長

指数 雷射加熱平台成長

雷射加熱平台成長（Laser-heated pedestal growth，縮寫簡稱LHPG）或雷射浮區法（laser floating zone，縮寫簡稱LFZ）)是一種晶體成長技術。 該技術可以被視為一種精簡版的區域熔煉，只不過熱源改成了功率強大的二氧化碳雷射或者釔鋁柘榴石雷射。在現代眾多液體/固體相變化的晶體成長技術中，雷射加熱平台成長已成為材料科學研究中的重要技術。 雷射加熱平台成長技術具有兩大優勢，其一為高拉取速率（高達傳統柴氏拉晶法的60倍快），其二為可以生長熔點較高的材料。 除此之外，雷射加熱平台成長不需要用到坩堝，意味著該技術可以成長幾乎不受雜質及應力影響的單晶。.

目录

  1. 19 关系: Applied Physics Letters，區域熔煉，坩埚，對流，微下拉晶體成長法，结晶，熔点，相變，馬倫哥尼效應，铂，釔鋁石榴石，Journal of Physics: Condensed Matter，SPIE，柴可拉斯基法，溫度梯度，成核，晶体，晶種，晶粒。

  2. 晶体学
  3. 晶體
  4. 礦物學

Applied Physics Letters

#重定向 应用物理学快报.

查看 雷射加熱平台成長和Applied Physics Letters

區域熔煉

区域熔炼（簡稱区熔；，或譯帶域熔化）——又稱區精煉（）或浮動區、浮區法、浮帶製程、FZ法（）——是一類纯化晶體（如金属和半导体）的方法。晶體上一個狹窄的區域熔融，此熔化區是沿晶體移動（在實踐中，晶體被拉動穿過加熱器）。熔化區將不純固體在固體前邊緣熔化并將更純的物質凝固在後邊留下。重覆上述過程最終將雜質集中於晶柱的一端，其餘大部分的晶柱部分呈現成分較純的固體。區域熔煉法可以適用到幾乎所有有明顯的固相和液相之間濃度差異的平衡溶質-溶劑系統。區域熔煉法現在已是重要的半導體製程之一。.

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坩埚

坩埚（Crucible）是實驗室中使用的一种杯状器皿，最早使用于炼金术实验。用途是盛液体或固体进行高温加热。另外，冶金学中用来融化金属的容器也被称作坩埚。 坩埚的材料要求耐热，比较坚固，而且在高温下也不易发生化学反应。传统坩埚为陶瓷制作，现代有用石墨、白金、镍、铬等金属。有些坩埚有相同材料制作的盖子。.

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對流

對流是指流體內部的分子運動，是熱傳與質傳的主要模式之一。熱對流（亦稱爲對流傳熱）是三種主要熱傳方式中的其中一種（另外兩種分別是熱傳導與熱輻射）.

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微下拉晶體成長法

微下拉晶體成長法（Micro-pulling-down，簡稱μ-PD或微下拉法）是以連續的熔融餵料通過坩堝底部一微小通道來成長晶體的技術。熔融餵料抵達坩堝下方的固液兩相接面後會連續不斷地進行凝固。在穩定的操作情況下，液相熔融料和固相晶體會各自以等速被往下拉，但兩者的向下速度通常不會一樣。 此法可以成長多種晶體如釔鋁柘榴石、矽、矽鍺、鈮酸鋰、藍寶石、氧化釔、氧化鈧、氟化鋰、氟化鈣、氟化鋇等等。.

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结晶

结晶，是指从饱和溶液中凝結，或從氣體凝華出具有一定的几何形状的固体（晶體）的过程。在自然環境下，氣溫的下降壓力的作用，都會造成結晶。結晶的過程一般可分為兩個階段（包括成核和晶體生長期），时间也有所不同。 結晶亦是一種分離固態和液態物質的技術，其中溶質由溶液中轉移至純淨的晶體裡。不少自然過程都涉及結晶.

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熔点

點、液化點（M.P.）是在大氣壓下晶体將其物態由固態轉變為液態的过程中固液共存状态的溫度；各种晶体的熔点不同，对同一种晶体，熔点又与所受压强有关，壓強越大，熔點越高。不過，與沸點不同，熔點受壓强的影響很小，因爲由固態轉變（熔化）為液態的过程中，物質的體積幾乎不變化。 進行相反動作（即由液態轉為固態）的溫度，稱之為凝固点、結晶點（對水而言也称為冰点），在一定大氣壓下，任何晶体的凝固点和熔点相同。習慣上，根據常溫（25℃）時物質的狀態使用凝固点或熔点稱呼這一個溫度：對於常溫下為固態的物質，這個溫度稱爲凝固点；對於常溫下為液態的物質，這個溫度稱爲熔点。 一般的，非晶体并没有固定的熔点和凝固点。.

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相變

變（Phase Change）是指物質在外部參數（如：溫度、壓力、磁場等等）連續變化之下，從一種相（態）忽然變成另一種相，最常見的是冰變成水和水變成蒸氣。然而，除了物體的三相變化（固態、液態、氣態）自然界還存在許許多多的相變現象，例如日常生活中另一種較常見的相變是加熱一塊磁鐵，磁鐵的鐵磁性忽然消失。其他在物理學中重要相變列舉如下：.

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馬倫哥尼效應

倫哥尼效應是指在流體介面，因為表面張力梯度而造成的传质現象。 两种液体相接触时，表面张力强的液体会将表面张力弱的液体拉过来，因此会出现表面张力弱的液体向强的方面渗透，同一种溶液会因为浓度高而增强表面张力，所以稀溶液也会向浓溶液中渗透。这种现象最早是由意大利物理学家卡罗·马伦哥尼首先在1865年论文中研究发表的，所以被命名。 马伦哥尼效应在研究生物学细胞体液输送方面有非常重要的作用，此外工业上硅晶片干燥也要应用这个理论。.

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铂

鉑（Platinum），化學元素，俗稱白金，化學符號為Pt，原子序為78。鉑密度高、延展性高、反應性低的灰白色貴金屬，屬於過渡金屬。 鉑同屬於鉑系元素和10族元素。它共有六種自然產生的同位素。鉑是地球地殼中罕見的元素，丰度排在第71名，平均豐度大約為5 μg/kg，地壳百万分之0.001为铂。它一般出現在某些鎳和銅礦石中，位於原生元素礦藏，主要分佈在南非，當地的鉑產量佔全球的80%。鉑年產量只有幾百噸，應用亦十分重要，因此非常貴重，是主要的貴金屬貿易商品。 鉑是非常不活泼的金屬。即便在高溫下，它也有極強的抗腐蝕性，屬於抗腐蝕金屬。在自然中，鉑有時以純金屬狀態出現，不與其他元素結合。鉑自然出現在河流的沖積層中，所以前哥倫布時期的南美原住民最早用鉑制作工藝品。歐洲最早在16世紀就有記載使用鉑；1748年，安東尼奧·烏略亞發表報告，描述此來自哥倫比亞的新金屬，這時科學家才開始研究鉑元素。 鉑的應用包括：催化轉換器、實驗室器材、電觸頭和電極、電阻溫度計、牙科器材及首飾等。由於鉑是重金屬，所以它的鹽會危害健康；但鉑的抗腐蝕性強，所以其毒性比一些其他金屬較低。一些含鉑化合物，特別是順鉑，可用於化學療法以治療某些癌症。.

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釔鋁石榴石

釔鋁石榴石（yttrium aluminium garnet），簡稱YAG，分子式Y3Al5O12，為人工合成的透明石榴石。是钇铝复合材料的三相之一（其他两相为钇铝单斜晶体（YAM，Y4Al2O9）和钇铝钙钛矿（YAP，YAlO3））。相較於其他人工合成寶石，顏色較灰暗，但硬度較高，可用來切割。 纯的钇铝石榴石不能用于激光媒质。但如果掺杂适当的离子，YAG可以被用作各种固体激光器的主要材料，如钕离子和铒离子（掺钕钇铝石榴石雷射、）。若掺杂铈，形成的含杂YAG可作阴极射线管的磷光体、发光二极管和闪烁体探测器。.

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Journal of Physics: Condensed Matter

#重定向 物理学学报：凝聚态物质.

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SPIE

#重定向 國際光電工程學會.

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柴可拉斯基法

柴可拉斯基法（简称柴氏法 Czochralski process），又称直拉法，是一种用来获取半导体（如硅、锗和砷化镓等）、金属（如钯、铂、银、金等）、盐、合成宝石单晶材料的晶体生长方法。这个方法得名于波兰科学家扬·柴可拉斯基（Jan Czochralski），他在1916年研究金属的结晶速率时，发明了这种方法。後來，演變為鋼鐵工廠的標準製程之一。 直拉法最重要的应用是晶、晶棒、单晶硅的生长。其他的半导体，例如砷化镓，也可以利用直拉法进行生长，也有一些其他方法（如布里奇曼-史托巴格法）可以获得更低的晶体缺陷密度。.

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溫度梯度

溫度梯度（Temperature Gradient），是描述溫度在特定的區域環境內最迅速的變化會向何方向，以及是何種速率的物理量。溫度梯度是一維的數量，單位是度/每單位長度（在特定的溫度範圍內），以SI單位是每米K（K/m）。 在大氣層的溫度梯度在大氣科學（氣象、氣候學及相關領域）中是很重要.

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成核

成核（Nucleation），也称形核，是相变初始时的“孕育阶段”。天空中的云、雾、雨、燃烧生成的烟，冰箱中冰的结晶，汽水、啤酒的冒出的泡等的形成，均为成核现象。 成核现象需要成核位点（nucleation site）才可发生。汽化时，液相分子聚集于固相物质上面，分子不断碰撞使得能量聚集，进而形成“汽化中心”；结晶时，若使局部的溶质浓度升高而导致晶体碰撞次数增加，则结晶的晶形构造加快，从而形成“结晶中心”。晶核的成核有两种形式：初级成核（包括初级均相成核和初级非均相成核）及二次成核。在高于饱和度的情况下，溶液自发形成晶核的过程，称作初级均相成核；若晶核是在溶液外来物的诱导下生成，则称其为初级非均相成核；晶核如在含有溶质晶体的溶液中生成，则称为二次成核。.

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晶体

晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。 晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。 晶体内部原子或分子排列的三维空间周期性结构，是晶体最基本的、最本质的特征，并使晶体具有下面的通性：.

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晶種

晶種是一小塊單晶或多晶（通常是單晶），像種子般用來成長與自身相同材料、相同晶體結構的大晶體。無論把晶種浸入過飽和溶液，或使晶種與熔融材料接觸並冷卻，或者讓材料蒸氣在晶種表面沉積，皆能成長出大晶體。 晶種效果背後的理論，從化合物與過飽和溶液（或與蒸氣）的分子間物理交互作用衍生而來。在溶液中，自由的可溶分子（溶質）在隨機流動中自由移動。此隨機流動允許兩個或更多的化合物分子有機會交互作用。這種交互作用可以強化分離的分子之間的分子間作用力並形成晶格的基礎。然而將晶種置入溶液會使隨機分子間的碰撞與交互作用減少，促進再結晶過程。 藉由引入已有秩序的晶體，分子間不用太仰賴隨機流動就可以很容易地進行交互作用。在溶液中這種溶質發展出晶格的相變化被稱為成核。簡言之，晶種效果就是縮短了再結晶過程中的成核時間。 在半導體產業中，常用的柴可拉斯基法與布里奇曼-史托巴格法就是用小晶種長出大人造胚晶或的運用實例。.

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晶粒

晶粒（cystallite、crystal grain）是指微小的或微米尺度的晶体。多晶体由许多不同大小和取向的晶粒组成，視不同之成長與加工過程，多晶體中的晶粒取向可能都均勻地隨機分佈形成隨機織構，也可能表現出多數晶粒都朝某一特定取向，而形成特定的擇優取向。多晶体内晶粒之间的接触区域称为晶界。粉粒（powder grain）与晶粒的意义不同，它可指由许多晶粒组成的多晶体粉末颗粒。 晶粒度是评价晶粒大小（crystallite size、grain size）的度量。.

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另见

晶体学

晶體

礦物學