提拉法是一种生产单晶的方法,即具有均匀晶体基质的固体材料块。这种晶体被广泛用于电子元件的制造、科学研究以及其他一些需要均匀基体的高质量晶体的应用中。例如,珠宝商可以利用提拉法在其项目中形成高性能宝石,就像需要钻石等材料的研究机构可以在实验室使用这种技术种植宝石一样。。
这个过程是以一位波兰研究人员的名字命名的,他在20世纪初发现了这个过程。首先,在能够承受极高温度的坩埚中熔化晶体的成分。坩埚通常放置在封闭窑中,温度控制非常精确。高度控制至关重要,因为如果混合物太热或太冷,该过程将失败,并且可以在多个位置放置非常精确的传感器,以监测温度变化。
当使用任何掺杂剂和其他必要的添加剂加热混合物时,技术人员可以小心地用籽晶降低棒。这通常是通过使用机械设备而不是手工完成的。接下来,当混合物在籽晶周围形成固体基质时,小心且非常缓慢地取出棒。提拉法的最终结果应该是在坩埚底部有一些剩余物的固体材料日志。
在温度升高过高的环境中,籽晶可能会熔化。在低温下引入晶体可能会导致坩埚中的全部内容物过早结晶,并伴有裂纹、断裂线和其他杂质。这个过程很慢;晶种的提取以毫米/小时为单位。在整个提拉法过程中所需的仔细控制可以产生杂质最少的高质量晶体。
生产成本取决于所需的原材料和晶体的大小。更大的晶体更难生长,需要更大程度的控制。有些原材料非常昂贵。提拉法晶体的化学成分与天然晶体相同,但质量和可靠性要高得多。这在实验室和电子产品制造商等环境中通常是可取的,但由于消费者对天然宝石的偏好,珠宝商有时难以销售实验室生产的宝石。。
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