Введение к работе
Актуальностъ_тему. Возрастащие требования к размерам и оптическому совершенству искусственных монокристаллов сегодня невозможно реализовать без дальнейшего проникновения в механизм процесса кристаллизации. В этой связи In situ методики открывают новые возможности. При исследовании кинетики слоисто-спирального роста кристалла остается важнейшим и практически неисследованным вопрос о том, как связана скорость движения слоев (ступоней) роста v с пересыщением раствора о. Известно, что данная зависимость в простейшем случае линейна. Однако, особенности роста конкретной грани конкретного кристалла (влияние диффузии частиц и условий их присоединения, наличие примесей) отражаются на форме соответствугщих кривых. Как следствие, появляются эффекты, характерные для нелинейных систем, например, морфологическая неустойчивость грани. Эти явления характерны практически для всех кристаллов, выращиваемых из низко- и высоко-температурных растворов, и оказывают определяющее влияние на совершенство получаемых монокристаллов. Сколько нибудь систематического исследования нелинейных процессов при кристаллизации проведено не было. Поэтому вопрос требует всестороннего изучения.
Объектом_исследования служили грань призмы кристаллов ди-гидрофосфата аммония и калия (АБР и KDP); различные грани кристаллов нитрата бария (Ва(Ю3)2)и L-аргинин хлорида (LACh). Данные кристаллы находят применение в нелинейной оптике и значительно отличаются с точки зрения процессов кристаллизации, что позволило изучить достаточно обпше ростовые явления.
Целью_работы было исследование нелинейной кинетики кристаллизации и поиск оптимальных условий выращивания кристаллов. Для реализации этого было необходимо изучить поведение зависимостей нормальной и тангенциальной скоростей роста R и у, крутизны дислокационных холмов р и морфологии грани от пересыщения а, температуры Т, концентрации примесей в растворе е., а также гидродинамических условий вблизи растущего кристалла.
Научная новизна результатов. Создана установка на основе интерференционной методики, позволящая одновременно изучать поверхностные процессы во время кристаллизации и пограничный слой раствора. Исследованы причины нелинейной кинетики: объемная
и поверхностная диффузия вещества к ступеням, адсорбция примесей, коагуляция элементарных ступеней в более крупные. Обнаружен ряд ранее неизвестных явлений (образование макроступеней, самоочистка отравленных примесью холмов, колебания скорости роста и некоторые другие), являющихся следствием нелинейности v{a). Обнаружены и изучены колебания активности дислокационных холмов, приводящие к не стационарности роста грани при постоянных внешних условиях. Проведен анализ полученных данных, предложены новые модели.
Практическая_уенность. Результаты диссертационной работы позволяют выработать конкретные рекомендации по практическому выращиванию кристаллов (выбор оптимальных значений скоростей потока раствора, пересыщения и дислокационной структуры затравок).
45Е0бЦия_Еаботы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Моделирование роста кристаллов" (Рига, 1987); Всесоюзной конференции по росту кристаллов (Москва, 1988); Всесоюзных школах по росту кристаллов (Махачкала, 1987 и Ужгород, 1990).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 научных работах.
Спш<тц>_диссвртации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 170 страниц печатного текста, в том числе 3 таблицы и 61 рисунок. Список цитированной литературы включает 115 наименований.
