本书将在绪论中,对人工晶体生长的基本概念、研究范畴、研究历史和晶体生长方法分类等基本概念进行简要介绍,然后分4篇进行论述。靠前篇为晶体生长的基本原理,将分5章,对晶体生长过程的热力学和动力学原理,结晶界面形貌与结构,形核与生长的动力学过程进行描述。第二篇为晶体生长的技术基础,将分3章,对晶体生长过程的涉及的传热、传质及流体流动原理,晶体生长过程的化学原理和晶体生长过程控制涉及的物理原理进行论述。第三篇为晶体生长技术,将分4章对熔体生长(2章)、溶液生长、气相生长的主要方法及其控制原理进行论述。第四篇,晶体的性能表征与缺陷,将分2章,分别对晶体的结构、性能的主要表征方法,晶体的结构缺陷形成与控制原理进行论述。
第二版前言
第一版前言
第一篇晶体生长的基本原理
第1章导论3
1.1晶体的基本概念3
1.1.1晶体的结构特征3
1.1.2晶体结构与点阵4
1.1.3晶向与晶面5
1.1.4晶体的结构缺陷概述6
1.2晶体材料12
1.2.1常见晶体材料的晶体结构12
1.2.2按照功能分类的晶体材料16
1.3晶体生长技术的发展21
1.4晶体生长技术基础及其与其他学科的联系23
参考文献25
第2章晶体生长的热力学原理27
2.1晶体生长过程的物相及其热力学描述27
2.1.1气体的结构及热力学描述27
2.1.2液体的结构及热力学描述30
2.1.3固体的结构及其热力学参数33
2.1.4相界面及其热力学分析37
2.1.5晶体生长的热力学条件42
2.2单质晶体生长热力学原理44
2.2.1单质晶体生长过程中的热力学条件44
2.2.2液相及气相生长的热力学条件及驱动力48
2.2.3固态再结晶的热力学条件50
2.3二元系的晶体生长热力学原理52
2.3.1二元合金中的化学位52
2.3.2液-固界面的平衡与溶质分凝53
2.3.3气-液及气-固平衡56
2.4多组元系晶体生长热力学分析58
2.4.1多元体系的自由能58
2.4.2多元系结晶过程的热力学平衡条件59
2.4.3相图计算技术的应用60
2.5化合物晶体生长热力学原理63
2.5.1化合物分解与合成过程的热力学分析64
2.5.2复杂二元及多元化合物体系的简化处理67
2.5.3化合物晶体非化学计量比的成分偏离与晶体结构缺陷70
2.5.4熔体中的短程序及缔合物72
2.6强磁场及高压环境对晶体生长热力学条件的影响75
2.6.1强磁场对晶体生长热力学平衡条件的影响75
2.6.2高压对晶体生长热力学平衡条件的影响76
参考文献79
第3章晶体生长过程的形核原理83
3.1均质形核理论83
3.1.1熔体中的均质形核理论83
3.1.2气相与固相中的均质形核86
3.1.3均质形核理论的发展87
3.2异质形核90
3.2.1异质形核的基本原理90
3.2.2异质外延生长过程中的形核92
3.3多元多相合金结晶过程中的形核94
3.3.1多组元介质中的形核94
3.3.2多相形核过程的分析98
3.4特殊条件下的形核问题101
3.4.1溶液中的形核101
3.4.2电化学形核103
3.4.3超临界液体结晶过程中的形核103
3.4.4形核过程的实验观察与控制104
参考文献107
第4章晶体生长的动力学原理111
4.1结晶界面的微观结构111
4.1.1结晶界面结构的经典模型111
4.1.2界面结构的Monte-Carlo(MC)模拟116
4.2结晶界面的原子迁移过程与生长速率119
4.2.1结晶界面上原沉积的途径与过程119
4.2.2连续生长过程的原子沉积动力学122
4.2.3结晶界面上的原子扩散123
4.2.4结晶界面上原子的二维形核126
4.2.5位错生长128
4.2.6化合物晶体生长的界面动力学129
4.2.7基于实验结果的结晶界面动力学过程分析130
4.3晶体生长的本征形态134
4.3.1晶体生长形态的热力学分析134
4.3.2晶体生长形态的动力学描述135
参考文献145
第5章实际晶体生长形态的形成原理149
5.1晶体生长驱动力与平面结