籽晶电势场在晶体生长边界层的分布及影响

【作者】 殷绍唐； 张德明； 张庆礼； 孙敦陆； 孙彧；

【机构】 合肥物质科学研究院； 安徽光学精密机械研究所；

【摘要】 我们的前期研究表明,晶体生长时存在熔体(溶液)结构向晶体结构转化的过渡层,我们称之为晶体生长边界层,在边界层内籽晶的电势场是如何影响具有单胞结构特征的生长基元的形成和取向,这是一个在理论和实验中都需要解决的关键的晶体生长机理问题。在熔融法晶体生长中,籽晶置入温度适宜的熔体中并使籽晶前端微熔后,生长出的晶体的取向才能和籽晶一致,这是熔融法晶体生长的一个重要经验,其定性的道理很简单,即籽晶生长面上的表面吸附被清除后,生长面上面向熔体方向的悬键得以释放和显露,在生长面面向熔体的方向形成了周期性的电势场。正是在这一周期性的电势场的影响下,熔体结构基元形成了具有单胞结构特征和生长晶体取向的生长基元。根据这一定性分析,我们认为,晶体生长时,籽晶电势场的分布是可以进行计算的,我们对金属晶体、离子晶体、共价键晶体等各类晶体的各种取向的籽晶生长面前的电势场进行了计算,获得了生长方向上电势场的分布规律及影响距离,正是受这些电势场的影响,结构基元就能够在晶体生长边界层内形成结晶取向与籽晶一致的生长基元,使其沿生长方向的极性和籽晶生长面的电势场极性相反,从而使生长基元能够生长和叠合到籽晶的生长面上,完成一个层面的晶体生长。我们的计算工作是初步的,采用的计算模型也不完善,此处将这一问题提出来,是希望有更多的同仁参与,使籽晶电势场的计算更加完善。更多还原