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文档简介

1、晶体生长动力学,主讲人： 李勤涛,在亚稳相中晶体形成以后 或者放入籽晶（晶种） 后晶体如何生长？ 晶体以何种机制生长？ 晶体生长速率R与驱动力g之间的规律,界面动力学规律 -生长速率R和驱动力之间的关系R（ g）,邻位面的生长 -台阶动力学与运动学,邻位面的生长： 即台阶在光滑面上的移动问题,邻位面的图像,界面上分子的位能,位能的分析,如图所示：,到达位置4时，释放的能量最大， 故其位能最低，并且最稳定。 其所释放的能量为相变潜热lSF,研究对象： 简单立方100 面 假设： 最近邻键合能 2 1 次近邻键合能 2 2,界面上不同位置的势能曲线,动力学（g）角度看，扭折位置上的分子有下列三种情

2、况： 1）当g=0，分子进入和离开扭折的几率相等，达到平衡态 2）当g0，分子离开几率进入几率，晶体亚稳态，晶体熔解 3）当g离开几率，流体亚稳态，晶体生长,单个分子的相变潜热lsf 与ws、wk之间满足如下关系 lsf=ws+wk （1）,一般来说，台阶上扭折之间的距离X0较小， 因而由台阶上的位置（3）通过一维扩散到 达扭折是比较容易的，因此可以认为凡是达 到台阶上的分子都能立即到达扭折，故生长 过程中流体分子或者通过方式（B)达到扭折， 或是通过方式（c）到达扭折。,吸附分子的面扩散,面扩散系数Ds 吸附分子进行面扩散所需克服的位垒s，或者说是吸附分子能够面扩散所必需具有的能量-面扩散激

3、活能 若吸附分子沿界面的平均振动频率为1.对于简单立方晶体，沿某特定方向，例如沿010方向，其振动频率为1 /4，由于吸附分子每一次振动不一定能发生漂移，故其发生漂移的几率：, 为弛豫时间，即：发生漂移必须等待的时间,面扩散系数Ds,根据爱因斯坦面扩散方程，面扩散系数Ds为,a 是晶格常数,吸附分子的平均寿命s 当晶、流两相共存时，不断地有流体分子吸附于界面，同时又 不断地有吸附分子离开界面。平均地说：一个分子在界面上逗留 的时间称为吸附分子的平均寿命，记为s，因而，1/s是离开 界面的几率.,面扩散距离Xs（定向迁移率）,值得注意的是：虽然用简单立方晶体的100面上的吸附分子的面扩散来进行 讨论，但是Xs的导出并不依赖于该晶体模型，它对不同结构的面扩散都是 适用的。不同晶体，不同晶面，不同流体相，在不同温度下将有不同的Xs值.,不同生长系统中典型材料的定向迁移Xs的估计,小结：,Xs使用于一切晶体的面扩散过程； Xs与a（晶面）、Ws（流体相） 和T有关； 当XsX0，生长按C方式进行，如液相生长； Xs的估算,因而台阶的运动速率主要取决于吸附分子沿晶面的二维扩散运动。,汽相生长： 环境相位蒸汽相 环境蒸汽相的,界面吸附分子的,台阶动力学,单直台阶的运动速率,晶体生长中

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