Kidekasvustossa

Kidekasvustossa on termi, jota käytetään kidekasvatuksen ja materiaalitieteen kontekstissa kuvaamaan kontrolloitua ympäristöä, jossa kiteet muodostuvat ja kehittyvät. Sana on suomenkielinen: kide = kite, kasvusto = kasvu, ja -ossa osoittaa tilaa tai paikkaa, joten termillä tarkoitetaan kidekasvustoa tai kidekasvatusympäristöä. Käsite kattaa sekä fyysisen tilan että sen sisällä vallitsevat olosuhteet, jotka mahdollistavat kiteiden kehityksen.

Prosessi kuvaa kiteiden muodostumisen ja kasvun kontrolloidussa ympäristössä. Kasvu alkaa usein lähtömateriaalin valinnasta ja ratkaisun tai sulan lähteen ylläpidosta. Siemenkiteet tai alkukipinä käynnistävät nucleaatio, jonka jälkeen kiteet kasvavat kontrolloidusti, kun olosuhteet pysyvät stabiileina ja kyllästystila ylitetään tai lämpötilagradientti ohjaa depooneutumista sekä kiteiden laajentumista.

Säätötekijät: Lämpötila, paine, koostumus, liuotin sekä epäpuhtaudet vaikuttavat nopeuteen ja laatuun. Virtaus ja konvektio sekä tärinät voivat heikentää yhdenmukaisuutta. Lähdemateriaalin puhtaus ja ylläpidetty kyllästystaso ovat ratkaavia poly- tai monikiteisen kasvun välttämiseksi.

Tekniikat ja laitteet: Kidekasvustoon käytetään liuoskasvua, hydrotermalista kasvua sekä sulakasvua erilaisten kammioiden ja lämmitysjärjestelmien avulla. Tunnettuja menetelmiä ovat Bridgman–Stockbarger, Czochralski ja flux-kasvu; jokaisella on oma kammiorakenteensa ja termisen tilan hallintatapansa.

Sovelluksia ja merkitys: Kidekasvuston periaatteita hyödynnetään korkealaatuisten kiteiden valmistuksessa elektroniikassa (esim. puolijohteet), optiikassa, farmaseuttisessa tieteessä sekä geologisissa ja mineraalologisissa tutkimuksissa. Tutkimus keskittyy vikojen hallintaan, laatuluotuun ja kasvun toistettavuuden parantamiseen sekä tuotannon skaalaukseen.