什么是晶种,原理是什么?

什么是晶种,原理是什么?,第1张

结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种,形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长. 一、结晶之简介 1. 结晶是纯质从一均匀相中所析出之高纯度之固体。 2. 组成之基本单位为由其成份原子、分子或离子在三度空间排列 整齐所构成之晶格。 3. 结晶之发生必需有过饱和之存在。 4. 结晶产品之纯度,通常为99%以上;如再结晶,则纯度可?small>99.9%或 99.99%,甚至更高。 二、晶体种类 1. 金属晶体 金属晶体--由阳离子产生静电力,使带正电原子结合一起而和周围电子云结 合而成。 2. 离子晶体--由阴电性差异很大的阴阳离子结合。 3. 共价晶体--利用共用电子对形成。 4. 分子晶体--由凡得耳力结合。 5. 氢键晶体--由氢键结合而成。 6. 半导体--因杂有微量不纯物,结晶体有孔洞产生。 三、晶体形状 1. 三斜晶体:三结晶轴互相斜交。其长度均不同。 2. 单斜晶体:三结晶轴均不等长,其中两轴互相斜交,但皆垂直於第三轴。 3. 斜方晶体:三结晶轴均不等长,互相垂直。 4. 正方晶体:三结晶轴互相垂直,其中两轴等长,另一轴不等。 5. 三方晶体:等长三轴互相倾斜,且倾角相等。 6. 六方晶体:三轴等长,且相交成60度角。另一不等长的轴则与此平面垂直。 7. 等轴晶体:三轴相等,且相互垂直。 四、结晶习性 1. 结晶习性,俗称晶癖,指结晶成长过程中,各晶面相对的生长率。 2. 各晶面生长率随晶体本身之性质及外界之条件而变化。 3. 影响晶癖的主要因素 (1)溶剂种类 (2)不纯物的含量 (3)搅拌速度 (4) 溶液的PH值 (5) 溶液温度 五、结晶之赫夷定律 同一溶质所析出的晶体,其边长与面积的大小可能不同,然而各相 对 的夹角均相同;即析出之晶体均成几何相似,此为赫夷定律。 六、结晶之迈耶理论 1. 迈耶提出在溶解度曲线以上的过饱和区,再以过溶解度曲线分为不安 定区及准安定区。 2. 准安定区:只能成长晶体不能生成晶体,故需加入少数微小晶体,作 为晶种;如控制得当,可得较大之晶体。 3. 不安定区:会有大量微小晶体析出,分享了过饱和溶质的量,使晶体 无法长大,故成为微小的晶体。 七、结晶之方法—过饱和 1. 结晶之步骤: (1) 晶核之生成: 单位聚群晶胚晶核 (2) 晶体的生长:晶核结合了动力单位而形者。 2. 达成过饱和之方法 (1) 冷却法:溶质之溶解度变化很大时。 (2) 溶剂蒸发法:溶质之溶解度随温度变化很小时。 (3) 盐析法:在溶液中加入第三种物质,藉以急速降低溶质之溶解度。 (4) 绝热蒸发法:急速蒸发,可降低溶液温度,同时减少溶剂的量。 3. 影响结晶的因素: (1)晶种:在准安定区结晶,可获得大颗粒结晶。 (2)温度:温度不同,则溶液的饱和度不同。 (3)杂质:有杂质存在,则晶形不同。 (4) 搅拌:对於高黏度容液的结晶,搅拌,可以促进晶核成长。 八、晶体之纯度与母液 1. 晶体与溶液分离时可能含有母液。 2. 可用过滤或离心分离,或以新鲜溶剂洗涤。 九、结晶之管理与 *** 作 结晶之目的在於求得适当大小及形状之高纯度晶体。 应注意事项如下: 1. 以适当加热方式除去多余之晶核。 2. 避免快速冷却及过大之过饱和度,以防止大量晶核产生。 3. 保持均匀之过饱和。 4. 选用器壁平滑之结晶器。 5. 减少碰撞及摩擦,以避免产生新晶核。 结晶介绍 http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm参考资料: http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm

半导体、绝缘体和导体由禁带宽度划分,即导带与价带之间的相对位置决定。

1 导体的导带和价带基本重合,禁带宽度为0,电子由价带进入导带基本无需额外能量,因此内部存在大量自由电子,具有低电阻率。

2 半导体导带和价带距离适中,即禁带宽度适中,因此价带中的电子在常见能量级别的激励下,例如光、热和电压,即可进入导带,导致半导体电阻率变化。

3 绝缘体与半导体类同,但禁带宽度很宽,需要大量能量才能导电,例如高于5000V的高压电,因此电阻率很高。光和热通常无法导致绝缘体导电,绝缘体一般耐热性不高,能导致电子跃迁到导带的温度下,大部分碳基绝缘体已经碳化,其余绝缘体已经熔化或气化。

1、半导体芯片:在半导体片材上进行浸蚀,布线,制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片,常见的还包括砷化镓(砷化镓有毒,所以一些劣质电路板不要好奇分解它),锗等半导体材料。半导体也像汽车有潮流。二十世纪七十年代,因特尔等美国企业在动态随机存取内存(D-RAM)市场占上风。但由于大型计算机的出现,需要高性能D-RAM的二十世纪八十年代,日本企业名列前茅。

2、半导体芯片的制造材料:为了满足量产上的需求,半导体的电性必须是可预测并且稳定的,因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的位错(dislocation)、孪晶面(twins)或是堆垛层错(stacking fault)都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体器件而言,材料晶格的缺陷(晶体缺陷)通常是影响元件性能的主因。目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法(钢铁场常见工法)。这种工艺将一个单晶的晶种(seed)放入溶解的同材质液体中,再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时,溶质将会沿着固体和液体的接口固化,而旋转则可让溶质的温度均匀。

3、应用:半导体芯片的发明是二十世纪的一项创举,它开创了信息时代的先河。大家都知道“因特网”和“计算机”是当今最流行的名词。计算机已经成为我们日常生活中的必备工具,那请问一句“你的计算机CPU用的是什么芯片呢?”是“Intel”,还是“AMD”呢?其实无论是“Intel”还是“AMD”,它们在本质上一样,都属于半导体芯片。


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