دانلود مقالات ISI درباره رشد کریستال + ترجمه فارسی

رشد تک کریستال(به انگلیسی: تک کریستال در حالت کلی به حالتی اطلاق می شود که ساختار ماده فقط از یک دانه تشکیل شده باشد، یعنی در اچ ماکروسکوپی آن مرز دانه وجود ندارد. برای بدست آوردن یک تک کریستال با کیفیت بالا لازم است که تا حد امکان به صورت منطقه ای، رشد فصل مشترک به صورت صاف باشد، و از رشد سلولی و دندریتی جلوگیری شود. که این امر با ایجاد گرادیان حرارتی بالا در مذاب و سرعت رشد پایین امکان پذیر است. کریستال به معنی اشیای براق و شیشه شکل هست که برای ساختن جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما دانشمندان از این کلمه برای چیزهای دیگری استفاده می‌کنند. اگر یک ماده جامد، اتم‌ها و مولکول‌هایش را به هر حالت دلخواهی تنظیم کند، این ماده بی‌شکل (amorphous) نامیده می‌شود. اگر اتم‌ها یا مولکول‌ها بر اساس یک الگوی متداول چیده شوند، مانند آجرهای یک خانه، این ماده کریستال نامیده می‌شود. این آزمایش را خودتان انجام دهید. مقدار زیادی شکر را در آب در حال جوشش حل کنید تا همه‌ی آن حل شود. حالا بگزارید تا این شربت سرد شود، و یک ذره شکر را در آن بیندازید. در چند ساعت، می‌بینید که شکر رشد کرده و به یک تکه درشت و شیشه‌ای تبدیل می‌شود. این یک کریستال شکر است. می‌توانید این آزمایش را با نمک هم انجام دهید. مشکلات ایجاد شده در حین رشد کریستال‌های با اندازه درشت که دارای مواد سربدار هستند، پیچیدگی رفتار ترمودینامیکی و خواص فیزیکی این مواد می‌باشد. برای مثال، مشکلات متداول عبارتند از ذوب نامتجانس و رسانایی گرمایی پایین. ذوب نامتجانس یعنی این کریستال‌ها نمی‌توانند از مذاب استوکیومتری رشد داده شوند. رسانایی گرمایی پایین نیز بر روی انتقال گرمای نهان آزاد شده در حین فرایند کریستالیزاسیون مؤثر است. این مسئله بر روی پایداری سطح مشترک اثر می‌گذارد و آن را کاهش می‌دهد. همچنین موجب افزایش عیوب، ناخالصی‌ها و جدایش فازی می‌شود. مشکلات گفته شده در اینجا، از ناهمخوانی بین پیش بینی‌های تئوری و داده‌های تجربی مربوط به رفتار نامتجانس و خواص رسوبی پروسکایت برای سیستم محلول جامد MPB نشات می‌گیرد که به PT مربوط به می‌شود. علاوه بر این، استحاله‌های فازی حالت جامد معمولاً در هنگام سرد کردن تا دمای محیط رخ می‌دهد و منجر به پدید آمدن دوقلویی‌ها و ترک‌هایی می‌شود. علاوه بر این، رشد کریستال‌های مواد سربدار در دماهای بالا دارای موانع عملی بیشتری نیز هست. یکی از این موانع عبات است از: خوردگی مواد مورد استفاده در ظرف محتوی مذاب (بوته‌های پلاتینی). معمولاً بوته‌های پلاتینی بوسیلهٔ مذاب‌های مواد سربدار در دماهای بالاتر از۱۳۰۰ درجه سانتی گراد مورد حمله قرار می‌گیرند و این مسئله منجر به نشات مواد مذاب می‌شود. فراریت بالای اکسید سرب سمی از مذاب در دماهای بالا مشکلات مربوط به کنترل میزان هموژن بودن سیستم‌های چند جزئی به دلیل جدایش ترکیب مشکلات حیاتی برشمرده شده در بالا، موجب می‌شود تا رشد کریستال‌های PMN-PT برای تجاری شدن چالش قابل توجهی را پیش رو داشته باشند. روشهای رشد کریستال روش چکرالسکی نگهدارنده هسته ومکانیزم کشیدن باید جهت گیری صحیح هسته را حفظ کنند. درحین کشیدن چرخش را داریم که به منظور توزیع حرارت مناسب تر و رشد متقارن صورت می گیرد. گرادیان حرارتی درمذاب به وسیله شکل بوته مقدارمذاب موجود، نوع کوره منبع حرارتی، محیط سرمایش ونگهدارنده هسته اندازه گیری می شود. روش بریجمن-استوک برگر بوته درون یک کوره که برای ایجاد یک گرادیان حرارتی خطی طراحی شده است قرار می گیرد و سپس کم کم سرد می شود. طراحی بوته به نحوی است که اگرچند جوانه اولیه داشتیم تنها یک جوانه کریستالی با کنار زدن بقیه جوانه ها بتواند باقی بماند. دراین روش باید گرادیان حرارتی بزرگ را به منظورتسهیل جوانه زنی اولیه داشته باشیم در غیر این صورت کریستال خیلی کوچک یا پلی کریستال نامرغوب را داریم. روش ذوب منطقه ای در اینجا با ایجاد یک ناحیه مذاب یک گرادیان حرارتی درفصل مشترک جامد/مایع به وجود می آوریم. یکی از مزایای عمده در این روش کنترل همزمان ناخالصی است. توزیع ماده ی حل شده در روش ذوب منطقه ای روش ناحیه شناور دراین روش از بوته استفاده نمی شود و در نتیجه برای رشد مواد فعال مناسب است. مذاب به وسیله تنش های سطحی حفظ شده است. اصلی ترین مزیت رشد کریستال به وسیله این روش قابلیت کاربرد برای با نقطه ذوب بالاست. روش انجمادگرادیانی روشی مشابه روش بریجمن افقی است. به وسیله انجماد گرادیانی یک شمش مذاب تولید تک کریستال می کند. دراین روش دمای کاری بسیار بالاتر از سایر روشهای رشد تک کریستال است.