半导体材料:半材第3章总结.doc
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1、第三章、晶体生长一、 名次解释:均匀成核:在亚稳定相中空间个点出现稳定相的几率相等的成核过程,是在体系中直接形成的自发过程。*非均匀成核:稳定相优先出现在体系中的某些局部区域的成核过程,如在体系中的外来质点(尘埃、籽晶、衬底等)上的成核。成核过程:在一定的驱动力下,借助于能量涨落越过位垒而形成晶核的过程。临界半径:在晶体成核过程中,体系自由能总的变化量G达到最大时所对应的半径r*称为临界半径。*自然对流:在重力场中由于温度的不均匀,导致热膨胀的差异从而引起流体密度的差异产生浮力。当浮力克服了粘滞力,自然对流就发生。强迫对流:人为对熔体进行搅拌(晶体和坩埚旋转、磁场)造成的对流,由离心力、向心力
2、最终由表面张力的梯度驱动。2、*分别写出均匀成核与非均匀成核的临界晶核半径、形核功并说明为什么通常非均匀成核比均匀成核要容易?答:3、*简述Kossel模型和Frank模型要点。 答:Kossel模型要点:在晶格上的不同位置,吸附原子的稳定性是不同的,和吸附原子与晶体表面上最近邻、次近邻原子间相互作用情况有关。晶体表面不同格点位置所受的吸引力是不相同的。(*完整突变光滑面) *Frank模型要点:在生长晶面上,螺旋位错露头点可作为晶体生长的台阶源(自然二维晶核),当生长基元(原子或分子)扩散到台阶处,台阶便向前推进,晶体就生长了。(*非完整突变光滑面)4、写出杰克逊因子的表达式并指出各参数的物
3、理意义。 答:*杰克逊因子(相变熵):=L0/kTE y1/ 第一因子:L0/kTE,它取决于体系的热力学性质,L0为单个原子相变时内能的改变,可近似的看成相变潜热,L0/TE为单个原子的相变熵。 第二因子:y1/,取决于晶体结构和晶界的取向,v为晶体内部一个原子的近邻原子数,y1为原子在界面内水平方向的近邻原子数。此因子叫作取向因子,反应出晶体的各向异性。5、写出熔体生长时单晶炉内热场的基本要求并作出解释(合理热场的基本条件)。 答:必须使熔体的任何部分都高于其熔点。熔体纵向温度梯度(dT/dZ)L0,径向温度梯度(dT/dr)L0,而其他部分处于过热状态,不能产生相转变。晶体中的温度梯度(
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