Використання кристалв у технц

З давнх часв людство використову кристали. Спочатку це були природн кристали, як використовувались як знаряддя прац та засоби для лкування та медитац. Пзнше роль рдксн камен та дорогоцнн метали почали вдгравати роль грошей. Фундаментальн науков дослдження та вдкриття XX сторччя дозволи розробити методи отримання штучних кристалв та суттво розширити област х застосування.

Монокристал це окремий однордний кристал, який ма безперервну кристалчну ратку та нод анзотропю властивостей. Зовншня форма монокристалу залежить вд атомно-кристалчно будови та разумов (в главному швидкост та однордност) кристалзац. Кристали, як вирощувались за малих швидкостей зазвичай мають добре сформовану природну огранку. Прикладами огранених природних монокристалв можуть бути монокристали кварцу, камяно сол, сландського шпату, алмазу, топазу.

Натепер налчують близько 150 видв способв отримання монокристалв з парово, рдко (розплавв та розчинв) твердо фази. Найпоширеншими методами отримання з рдко фази можна назвати метод кристалзац всередин тигля, поступовим перемщенням його з гарячо зони печ через холодну дафрагму (способ Бриджмена-Стокбаргера); виведенням частини розплаву з тигля за допомогою затравки (способ Чохральського); способом зонно плавки ( способ Пфанна) тощо.

На кафедр високотемпературних матералв та порошково металург останнм методом вирощую монокристали гексаборида лантану та рзних евтектичних сплавв на його основ. З монокристалв цих сполук виготовляють катоди, що використовуються в емсйнй технц.

Сучасне промислове виробництво обширно застосову монокристали делектрикв та напвпровдникв, таких як монокристали кремню та нтерметалдв (штучн сплави елементв третьо групи з елементами пято групи), що основою твердотльно електронки, до яко вдносяться електромеханчн прилади та так пристро як реле, перемикач, виконавч механзми, пзоелектричн прилади, накопичувач на магнтних дисках, цилндричних магнтних доменах.

Штучний монокристал кремню

Завдяки швидкому розвитку електротехнки та електронки використання монокристалв збльшуться з року у рк. Сьогодн детал виконан з високочистих монокристалчних матералв можна знайти майже у всх електронних приладах, вд радоприймачв телевзорв до великих електронно-розрахункових машин.

Сучасних монокристалв для отримання свтла в кристалчних лазерах та змни його частоти з використанням ефекту нелнйно оптики вимага лазерна технка, яка бурхливо розвиваться.

Сучаснй технц вже не вистача небагатого комплекту властивостей природних кристалв (особливо для створення напвпровдникових лазерв), тому вчен розробили способ створення кристалоподбних речовин з промжними властивостями шляхом вирощування надтонких шарв (одиниц-10-ки нанометрв), що чергуються, кристалв з подбними кристалчними ратками способ ептакс. Ц кристали отримали назву фотонних кристалв.

Найвдомшим представником фотонних кристалв опал. Дивовижний кольоровий взерунок, який властивий опалу зявляться саме завдяки снуванню заборонених енергетичних зон.

Фотонн кристали в лазерах дозволяють отримувати малюсенько сигнальну лазерну генерацю, так зван низько порогов та без порогов; в мониторах виконувати манпуляц кольором пкселей; завдяки упорядкованому характеру явища утримання фотонв у фотонних кристалах х можна використовувати як логчн пристро та пристро для запамятовування.

Монокристали штучних сапфрв лише у незначнй мр поступаються твердост алмазу мають високу стйксть проти дряпання, що дозволя застосовувати х як захисн екрани в електронних пристроях (планшетах, телефонах тощо). Застосування способа Чохральського дозволя отримувати величезн монокристали штучних сапфрв.

Монокристали, пластини та захисн екрани з штучних сапфрв

В наш час вчен все частш ведуть мову про нанокристали. В залежност вд виду нанокристалв та способу х отримання нанокристали можуть мати розмр вд 1 до 10 нм. У бльшост випадкв вони не перевищують 100 нм для керамки та металв, 50 нм для алмазу та графту, 10 нм для напвпровдникв. Розмр нанокристалв вплива на появу дуже незвичних властивостей у звичних речовин. ц властивост людству ще треба дослдити приборкати.