第1章  概述1



1.1基本概念1



1.2人工晶體的重要性與分類2



1.2.1半導體晶體2



1.2.2激光晶體3



1.2.3非線性光學晶體——變頻晶體4



1.2.4光折變晶體5



1.2.5閃爍晶體7



1.2.6電光、磁光、聲光調制晶體7



1.2.7壓電晶體8



1.2.8熱釋電晶體9



1.2.9光學晶體9



1.2.10寶石晶體10



1.2.11超硬晶體10



1.3人工晶體的發展和現狀11



1.3.1中國人工晶體的悠久歷史11



1.3.2塊狀晶體12



1.3.3薄膜晶體14



1.3.4纖維狀晶體14



1.3.5納米晶材料與納米結構15



1.4人工晶體的應用16



參考文獻18







第2章  晶體結構19



2.1基本概念19



2.2晶體結構分類21



2.3金屬晶體21



2.3.1概述21



2.3.2金屬單質的晶體結構21



2.3.3合金的晶體結構24



2.4共價晶體26



2.4.1金剛石的晶體結構26



2.4.2AB型共價晶體的結構27



2.4.3AB2型共價晶體的結構27



2.5離子晶體28



2.5.1AB型化合物結構28



2.5.2AB2型化合物結構29



2.5.3A2B3型化合物結構30



2.5.4其他類型的離子晶體結構30



2.6分子晶體32



2.7氫鍵晶體33



2.8混合型晶體33



參考文獻33







第3章  晶體生長理論34



3.1相變的基本條件34



3.1.1結晶的熱力學條件35



3.1.2結晶的結構條件36



3.2晶核的形成37



3.3晶體生長過程和形態39



3.4完整晶面生長40



3.5準理想晶面生長41



3.6晶體生長的熱量輸運41



3.6.1熱量輸運的基本形式41



3.6.2熱損耗和穩定溫度41



3.6.3溫場和溫度梯度42



3.6.4液流效應43



3.7質量輸運46



3.7.1分凝繫數46



3.7.2溶質分布的均勻化47



3.7.3生長層48



3.8界面的穩定性48



參考文獻50







第4章  晶體材料的生長方法51



4.1概述51



4.2氣相生長法51



4.2.1物理輸運技術52



4.2.2化學輸運技術57



4.2.3化學輸運技術的生長裝置60



4.3溶液生長法60



4.3.1概述60



4.3.2溶液的分析61



4.3.3溶液法晶體生長的影響因素63



4.3.4常溫條件下從溶液中生長晶體的方法68



4.3.5助溶劑法晶體生長73



4.3.6水熱法晶體生長79



4.4熔體生長法84



4.4.1概述84



4.4.2提拉法85



4.4.3Bridgman法95



4.4.4泡生法105



4.4.5焰熔法107



4.4.6熱交換法110



4.4.7區熔法111



4.5固相生長法115



4.5.1固相法基本原理與影響因素115



4.5.2自蔓延高溫合成技術116



參考文獻120







第5章  晶體材料的表征方法122



5.1概述122



5.2晶體缺陷123



5.2.1晶體成分缺陷123



5.2.2晶體結構缺陷125



5.3晶體性能表征方法135



5.3.1晶體結構、缺陷、組織與成分分析135



5.3.2晶體物理性能分析139



5.4晶體結構衍射分析147



5.4.1X射線衍射分析的基本原理147



5.4.2電子衍射分析的基本原理149



5.4.3單晶體結構缺陷的衍射分析151



5.5晶體組織形貌顯微分析155



5.5.1光學顯微分析155



5.5.2電子顯微分析157



5.5.3原子力顯微鏡及掃描隧道顯微鏡分析158



5.5.4晶體顯微分析試樣的制備159



參考文獻164

晶體奇妙美麗，有很多用途。自然界中天然形成的晶體或儲量不足，或存在缺陷影響晶體的應用。采用各種精巧的設備，設定晶體生長所需的溫度、氣氛和組分等，通過一繫列嚴格控制的條件，可以人工生長出具有所需高品質的晶體。



自從1669年丹麥學者開始研究晶體生長以來，對晶體生長機制的探索經歷了多種理論的發展，出現了許多各種各樣的生長模型。現代晶體生長技術、晶體生長理論及晶體生長實踐相互影響，使人們越來越接近於揭開晶體生長的神秘面紗。



到目前為止，國內外有晶體生長原理方面著作多種。但是這些書籍所述的原理等對本科學生來說學習起來有點力不從心。近年來，編者針對地方本科應用型高校相關工科專業教學對晶體生長知識的需要，進行了大量的專業課程改革嘗試。根據相關專業課程教學的要求，我們編寫了本書。本書簡要介紹了晶體生長的原理，重點講解了各種晶體生長技術及晶體性能的檢測。本書編寫參考了相關的國內外文獻和書籍，在此對原作者表示衷心的感謝。本書由張霞主編，侯海軍副主編。張霞編寫了第1、4章，侯海軍編寫了第2、3章，溫永春編寫了第5章。鋻於編者知識水平有限，本書中若有不當之處，懇請各位讀者批評指正。本書獲得江蘇省高校品牌專業建設工程項目資助(PPZY2015A025)，在此表示感謝。







編者



2019年2月