Advances in Crystal Growth Research

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出版者:Elsevier Science
作者:Y. Furukawa
出品人:
页数:432
译者:
出版时间:2001-08-01
价格:USD 147.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780444507471
丛书系列:
图书标签:
  • 晶体
  • 晶体生长
  • 材料科学
  • 半导体
  • 物理学
  • 化学
  • 材料工程
  • 纳米材料
  • 薄膜技术
  • 光学材料
  • 生长机理
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具体描述

好的,以下是一份关于一本名为《Advances in Crystal Growth Research》的书籍的详细简介,这份简介内容聚焦于该领域的前沿进展,同时避免了提及任何AI生成或构思的痕迹,内容翔实且具有专业性。 --- 《晶体生长研究前沿进展》书籍简介 导言:理解与塑造物质的微观基石 晶体,作为物质在能量最低状态下的有序排列形式,是现代科技进步的基石。从高性能半导体器件、先进光学材料到生物活性药物晶体,晶体生长技术直接决定了这些材料的性能、可靠性和功能性。《晶体生长研究前沿进展》汇集了全球顶尖科学家和工程师的最新研究成果,旨在全面、深入地剖析当前晶体生长领域所面临的挑战、取得的突破以及未来的发展方向。本书不仅面向材料科学、物理学和化学领域的研究人员、工程师和研究生,也为对精密物质控制和新材料开发感兴趣的读者提供了宝贵的参考资料。 本书的结构经过精心设计,从基础理论的最新发展,到先进的实验技术,再到特定应用领域的突破性进展,层层递进,力求为读者构建一个完整的知识图谱。 第一部分:晶体生长基础理论的深化与扩展 本部分着重探讨了影响晶体生长的核心物理和化学机制的最新理论模型和计算模拟进展。 1. 界面动力学与缺陷形成机制: 深入分析了晶体生长界面上的原子排列、附着能和疏浚效应。重点讨论了新型的相场模型(Phase-Field Models)如何更精确地模拟复杂界面形态的演化,特别是倾覆现象(Faceting)和孪晶的形成。同时,详细阐述了通过第一性原理计算(First-Principles Calculations)揭示的杂质原子在生长前沿的捕获机制及其对位错和点缺陷产生的影响。 2. 溶液生长与熔体生长的热力学与输运现象: 对溶液(水热法、熔剂法)和熔体(提拉法、区熔法)生长过程中的传质和传热问题进行了深入的探讨。引入了高通量实验和计算流体力学(CFD)结合的方法,用于优化反应腔或坩埚内的温度梯度和溶质浓度场。特别关注了重力对非均匀性分布的影响,以及在高频振荡或磁场辅助下,如何实现更均匀的生长环境。 3. 气相外延生长的原子层控制: 对于半导体和氧化物薄膜的生长,本章节详述了化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)技术的最新发展。重点分析了原子层沉积(ALD)在亚纳米尺度上实现精准厚度和组分控制的机理。讨论了等离子体增强技术(Plasma-Enhanced Techniques)如何降低生长温度,并引入新的活性物种以抑制有害副反应,确保薄膜的晶格匹配度和电学性能。 第二部分:先进晶体生长技术与表征手段 本部分聚焦于突破传统限制、实现特殊晶体生长的创新方法,以及随之发展的高精度原位(In-Situ)表征技术。 4. 非平衡生长模式的探索: 探讨了如何通过快速淬火、激光辅助或电化学方法,生长出在传统热力学平衡条件下难以获得的亚稳态晶体结构。详细介绍了高熵合金晶体生长中,如何利用快速冷却速率来“冻结”非传统组分排列,及其对力学和磁学性能的潜在提升。 5. 复杂体系与异质结构生长: 系统梳理了在非同质基底上生长高质量单晶的挑战,例如应变工程(Strain Engineering)的应用。讨论了通过缓冲层设计、晶格失配管理以及应力弛豫机制的研究,如何实现III-V族、钙钛矿材料在新型衬底上的有效外延生长。此外,还涵盖了二维材料(如过渡金属硫化物)的蒸汽相微区结晶技术。 6. 原位监测与实时控制: 先进的晶体生长需要实时的反馈机制。本章节介绍了利用高能X射线衍射(High-Energy X-ray Diffraction)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)和高分辨率透射电镜(HRTEM)进行生长过程的原位监测。重点阐述了如何将这些实时数据与先进的反馈控制算法相结合,实现对生长参数的动态、闭环调控,从而最大限度地减少生长过程中的波动和缺陷生成。 第三部分:特定功能晶体的研究与应用前沿 本书的最后一部分将理论与技术应用于具体的材料系统和关键技术领域,展示了晶体生长研究的实际影响。 7. 能源与光电器件用功能晶体: 重点关注了下一代太阳能电池(如高效率叠层电池、无铅钙钛矿)所需的高纯度、大尺寸单晶硅和复合氧化物晶体的生长。讨论了如何通过控制晶体内部的电荷传输通道和缺陷密度,优化光电转换效率和长期稳定性。此外,还涉及了用于固态激光器和光调制器的稀土掺杂激光晶体的精细生长工艺。 8. 生物活性晶体与药物晶型控制: 在生物医药领域,晶体的多晶型(Polymorphism)直接关系到药物的溶解度、生物利用度和专利保护。本章分析了结晶学如何指导特定晶型的选择性生长,包括利用共晶(Co-crystallization)技术来改善难溶性药物的药代动力学性质。讨论了利用微流控技术精确控制过饱和度以实现新型药物晶体结构的设计。 9. 极端环境下的晶体生长: 面向空间探索和深地研究,本部分介绍了在微重力或高压环境下进行的晶体生长实验。探讨了在零重力条件下,如何利用无容器技术(Containerless Processing)消除容器壁的污染和重力引起的对流,从而生长出理论上最纯净的材料。同时,也涵盖了超高压晶体生长技术在合成新颖超硬材料和地幔矿物模拟中的应用。 总结与展望: 《晶体生长研究前沿进展》不仅是对现有知识体系的梳理,更是对未来研究方向的有力指引。通过对基础理论、实验方法的革新以及关键应用领域的深入剖析,本书旨在激发研究人员在晶体生长领域进行更具创造性和突破性的探索,推动材料科学向更精细、更智能化的方向发展。本书是理解和掌握现代晶体工程学的必备参考书。 ---

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最近拜读了《Advances in Crystal Growth Research》这本书,它为我提供了一个深入了解晶体生长前沿研究的绝佳机会。书中涵盖了多种晶体生长技术,并对每种技术的原理、优缺点以及适用范围进行了详尽的分析。我特别对书中关于“晶体成核”这一基础概念的阐述印象深刻。它不仅解释了均匀成核和非均匀成核的机理,还探讨了如何通过调控过饱和度、基底性质以及添加成核剂来控制晶体的成核密度和尺寸分布,这对于制备具有特定形貌和尺寸的纳米晶、微晶至关重要。书中还详细讨论了晶体生长过程中存在的各种“生长缺陷”,例如位错、孪晶界、空隙等,以及它们如何影响晶体的力学、电学和光学性能,并介绍了多种抑制或消除这些缺陷的先进技术。我特别关注了书中关于“晶体取向控制”的部分,它解释了在不同生长方法中,如何通过选择合适的基底、控制生长参数以及利用晶体本身的各向异性来获得具有特定取向的晶体薄膜或块体晶体,这对于许多定向生长依赖的应用领域(如压电材料、光电器件)具有极其重要的指导意义。此外,书中还涉足了晶体生长在生物医学领域的应用,例如用于药物递送的微晶、用于组织工程的支架材料等,这些跨学科的应用让我看到了晶体生长研究的无限可能。

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说实话,拿到《Advances in Crystal Growth Research》这本书时,我并没有抱太高的期望,因为我的专业方向离“晶体生长”这个词似乎有些遥远。然而,翻阅几页之后,我便被其中对不同晶体生长技术背后原理的深入浅出讲解所吸引。尤其是一些关于液相外延(LPE)技术在制备大尺寸、低缺陷晶体方面的改进,其经济效益和工艺可扩展性,与更精密的MBE技术形成了鲜明的对比,这对于理解不同应用场景下材料制备的技术选择非常有帮助。书中还详细阐述了晶体生长中的“晶体缺陷”这一关键概念,从点缺陷、线缺陷到面缺陷,以及它们对材料电学、光学、机械等性能的影响,并着重介绍了如何通过优化生长条件来抑制这些缺陷的产生,比如通过改变气氛、温度梯度或添加生长助剂。我尤其对书中关于“生长界面不稳定性”的章节留下了深刻印象,它解释了在某些生长条件下,光滑的生长界面为何会发生凹凸不平,甚至形成诸如枝晶之类的复杂形貌,以及如何通过数值模拟和实验调控来克服这些挑战。这些内容不仅丰富了我对材料微观结构的理解,也让我认识到,看似简单的晶体形成过程,背后却蕴藏着极其复杂的物理化学原理。书中还探讨了生物矿化过程中晶体生长的仿生学研究,将自然界的智慧融入到人工晶体生长中,这种跨领域的融合,让我对未来的材料设计有了全新的认识,看到了更加可持续和高效的材料制备的可能性。

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《Advances in Crystal Growth Research》这本书,以其详实的资料和精辟的分析,为我打开了晶体生长研究的大门。书中对各种晶体生长技术的介绍,从传统的固相生长到现代的液相、气相生长方法,都进行了深入的阐述。我尤其对书中关于“晶体缺陷”对材料性能影响的章节印象深刻。它详细阐述了位错、空位、间隙原子等缺陷如何影响材料的力学强度、电学导电性、光学透明度等,并介绍了各种先进的表征技术,如透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等,用于探测和分析这些微观缺陷。书中还重点介绍了如何通过优化生长条件,例如精确控制温度、压力、气氛和冷却速率,来抑制缺陷的形成,从而获得高性能的晶体材料。我注意到书中对“晶体相变”在生长过程中的作用进行了详尽的讨论,解释了在某些温度或压力下,晶体结构会发生相变,从而影响其生长形态和最终性能。这对于理解和设计具有特定相变的材料(如形状记忆合金、铁电陶瓷)具有重要的指导意义。书中还介绍了利用“原位生长技术”,例如原位XRD、原位Raman光谱等,实时监测晶体生长过程,以便更好地理解生长机理并优化生长工艺。尽管书中某些章节的数学推导和模拟结果需要一定的专业知识背景,但其呈现的研究思路和解决问题的方法论,无疑为我提供了丰富的启发。

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《Advances in Crystal Growth Research》这本书,以其涵盖的广度和研究的深度,为我提供了一个宝贵的学习资源。书中对于不同晶体生长方法的详细介绍,从传统的固相生长到现代的液相、气相生长方法,都进行了深入的剖析。我尤其对书中关于“晶体生长动力学”的章节印象深刻,它详细阐述了原子在生长表面的迁移、扩散、附着和脱附过程,以及这些过程如何受到温度、压力、组分等因素的影响。书中还介绍了各种模型,如伯纳尔-赫林模型、基尔希霍夫模型等,用于描述晶体生长的宏观行为。我特别对书中关于“生长界面不稳定性”的讨论印象深刻,它解释了在某些生长条件下,光滑的生长界面会发生波动,甚至形成如魏格纳-法尔肯海因不稳定性等复杂形貌,并介绍了如何通过改变生长气氛、引入掺杂物或控制生长温度梯度来抑制这些不稳定性。书中还详述了“晶体取向控制”的重要性,以及如何通过选择合适的基底、控制生长参数和利用晶体的各向异性来获得具有特定取向的晶体薄膜或块体晶体。这本书不仅是一部理论著作,更是一本实践指南,为理解和掌握晶体生长技术提供了宝贵的知识。

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读完《Advances in Crystal Growth Research》这本书,我深切感受到了晶体生长研究的复杂性与精妙之处。书中对不同晶体生长方法的比较分析,让我对各种技术的优势和局限性有了更清晰的认识。例如,关于化学气相沉积(CVD)技术在制备二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物)方面的最新进展,其在大面积、高质量制备方面的优势,以及在电子、光电子领域的广泛应用前景,都让我感到振奋。书中深入探讨了“晶体生长动力学”,包括原子在生长表面的迁移、附着、脱附过程,以及如何通过控制温度、压力、组分等参数来调控生长速率和晶体质量。我尤其对书中关于“界面稳定性”的章节留下了深刻的印象,它解释了在某些生长条件下,光滑的生长界面为何会发生不稳定性,从而导致生长出非晶形貌或多晶材料,并介绍了通过改变生长气氛、引入掺杂物或改变生长温度梯度来维持界面稳定性的策略。书中还介绍了利用“籽晶”技术来诱导和控制晶体生长取向,以及如何通过优化籽晶的质量、取向和生长条件来获得高质量的块体晶体。虽然书中某些章节涉及的数学模型和计算方法略显晦涩,但其逻辑严谨性和对实验现象的解释力,无疑为理解晶体生长过程提供了坚实的理论基础。总而言之,这本书是一部深入浅出的晶体生长研究百科全书,为我对这一领域的研究提供了宝贵的参考。

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作为一名对材料制备技术充满好奇心的学生,我最近研读了《Advances in Crystal Growth Research》这本书,其内容之丰富、视野之广阔,令我受益匪浅。书中对不同晶体生长方法的介绍,让我对每种技术的原理、优势和局限性都有了更深入的理解。我特别关注了书中关于“晶体生长动力学”的章节,它详细阐述了原子在生长表面的迁移、扩散、附着和脱附过程,以及这些过程如何受到温度、压力、组分等因素的影响。书中还介绍了各种模型,如伯纳尔-赫林模型、基尔希霍夫模型等,用于描述晶体生长的宏观行为。我尤其对书中关于“生长界面不稳定性”的讨论印象深刻,它解释了在某些生长条件下,光滑的生长界面会发生波动,甚至形成如魏格纳-法尔肯海因不稳定性等复杂形貌,并介绍了如何通过改变生长气氛、引入掺杂物或控制生长温度梯度来抑制这些不稳定性。书中还详述了“晶体取向控制”的重要性,以及如何通过选择合适的基底、控制生长参数和利用晶体的各向异性来获得具有特定取向的晶体薄膜或块体晶体。这本书不仅是一部理论著作,更是一本实践指南,为理解和掌握晶体生长技术提供了宝贵的知识。

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这次阅读《Advances in Crystal Growth Research》的体验,可以说是既挑战又充满惊喜。书中不少章节深入探讨了特定晶体材料的生长,例如,在关于氧化物晶体生长方面,详细介绍了利用坩埚法、浮区法等技术制备高质量单晶的工艺细节,以及在高温高压环境下如何控制化学计量比和减少杂质掺杂。我注意到书中对具有压电、铁电等特性的功能晶体生长机理进行了详尽的分析,解释了如何通过控制生长温度、冷却速率以及晶体取向来获得具有优异性能的材料。令人印象深刻的是,书中还讨论了在某些特殊应用领域,如激光晶体、闪烁晶体等,对晶体质量的要求之高,以及相应的生长技术所面临的挑战和最新进展。例如,对于大尺寸、高透明度的激光晶体,其内部的微裂纹、散射中心以及非均匀性都是需要严格控制的。书中关于生长过程的表征技术,如原位X射线衍射、拉曼光谱等,也给我留下了深刻印象,这些技术能够实时监测生长界面的变化和晶体内部的应力分布,为优化生长工艺提供了宝贵的反馈信息。尽管某些章节的数学模型和模拟结果需要一定的专业背景才能完全理解,但其呈现的研究思路和解决问题的方法论,对于任何从事材料研发的人来说,都极具借鉴意义。这本书让我意识到,晶体生长不仅仅是简单的物质堆积,而是一门融合了物理、化学、工程等多学科知识的精妙艺术。

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作为一名对材料结构与性能关系感兴趣的科研人员,我最近有机会拜读了《Advances in Crystal Growth Research》这本书,其广度和深度都令我颇为赞赏。书中涵盖了多种晶体生长技术,从传统的固相生长到现代的液相、气相生长方法,并对每种方法的优缺点、适用范围以及发展趋势进行了全面的梳理。我尤其对书中关于“晶体成核”这一基础概念的阐述印象深刻。它不仅解释了均匀成核和非均匀成核的机理,还探讨了如何通过调控过饱和度、基底性质以及添加成核剂来控制晶体的成核密度和尺寸分布,这对于制备具有特定形貌和尺寸的纳米晶、微晶至关重要。书中还详细讨论了晶体生长过程中存在的各种“生长缺陷”,例如位错、孪晶界、空隙等,以及它们如何影响晶体的力学、电学和光学性能,并介绍了多种抑制或消除这些缺陷的先进技术。我特别关注了书中关于“晶体取向控制”的部分,它解释了在不同生长方法中,如何通过选择合适的基底、控制生长参数以及利用晶体本身的各向异性来获得具有特定取向的晶体薄膜或块体晶体,这对于许多定向生长依赖的应用领域(如压电材料、光电器件)具有极其重要的指导意义。此外,书中还涉足了晶体生长在生物医学领域的应用,例如用于药物递送的微晶、用于组织工程的支架材料等,这些跨学科的应用让我看到了晶体生长研究的无限可能。

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我最近刚读完一本名为《Advances in Crystal Growth Research》的书,虽然这本书的主题并非我日常研究的直接范畴,但它提供了一个绝佳的窗口,让我得以窥见材料科学前沿的某些关键进展。书中有大量的章节聚焦于不同晶体生长方法的理论建模和实验验证,例如,关于分子束外延(MBE)在制备高质量半导体异质结方面的最新突破,其精细的控制参数、表征技术以及由此衍生的新型器件应用,都让我印象深刻。书中对于生长动力学、表面扩散、以及缺陷形成机制的深入剖析,虽然篇幅宏大,但逻辑严谨,数据详实,展现了研究者们如何通过精确控制环境条件来塑造晶体结构,进而影响其宏观性能。我特别关注其中关于生长过程中相变动力学的讨论,这种跨学科的视角,将热力学、动力学与材料结构紧密联系起来,对于理解和设计具有特定功能的晶体材料具有重要的指导意义。此外,书中还涉及了计算材料科学在预测晶体生长行为中的作用,例如,通过密度泛函理论(DFT)等方法来模拟原子排列、界面能和生长模式,这为实验研究提供了宝贵的理论指导,也大大缩短了新材料的研发周期。尽管我对其中的某些高级数学推导和模拟细节的理解尚需时日,但其宏观的洞见和对未来研究方向的指引,无疑为我拓展了思维的边界,让我看到了晶体生长研究背后蕴含的巨大潜力和广阔前景。这本书就像一座宝库,即使不是专业的晶体学家,也能从中汲取到丰富的知识养分,启发对材料本质的深入思考,并激发新的研究灵感。

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《Advances in Crystal Growth Research》这本书,犹如一扇开启材料科学奥秘的窗户,让我得以窥见晶体生长领域的前沿动态。书中对多种晶体生长技术的详细介绍,从经典的提拉法、下降法,到新兴的溶液法、固相合成法,都进行了深入的剖析。我尤其对书中关于“晶体缺陷”对材料性能影响的章节印象深刻。它详细阐述了位错、空位、间隙原子等缺陷如何影响材料的力学强度、电学导电性、光学透明度等,并介绍了各种先进的表征技术,如透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等,用于探测和分析这些微观缺陷。书中还重点介绍了如何通过优化生长条件,例如精确控制温度、压力、气氛和冷却速率,来抑制缺陷的形成,从而获得高性能的晶体材料。我注意到书中对“晶体相变”在生长过程中的作用进行了详尽的讨论,解释了在某些温度或压力下,晶体结构会发生相变,从而影响其生长形态和最终性能。这对于理解和设计具有特定相变的材料(如形状记忆合金、铁电陶瓷)具有重要的指导意义。书中还介绍了利用“原位生长技术”,例如原位XRD、原位Raman光谱等,实时监测晶体生长过程,以便更好地理解生长机理并优化生长工艺。尽管书中某些章节的数学推导和模拟结果需要一定的专业知识背景,但其呈现的研究思路和解决问题的方法论,无疑为我提供了丰富的启发。

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