fluxgrowthtekniikalla

Fluxgrowthtekniikalla on kiteytyksen menetelmä, jossa kohdemateriaali kasvatetaan liuoksen kautta fluxina toimivan liuottimen sisällä. Kohdemateriaali ja flux sulatetaan yhdessä korkeassa lämpötilassa muodostaen homogeenisen liuoksen. Kun liuos jäähdytetään hallitusti, kohdemateriaalin yksittäiskiteet alkavat kiteytyä ja kasvaa suurina, laadukkaina kristalleina. Flux yleensä pysyy sulana tai viskosina liuoksena kasvun ajan, ja lopuksi kristallit erotetaan fluxista käsinpoistolla tai liuottamalla.

Fluxin valintaan vaikuttavat kemiallinen vakaus kohdekiteen kanssa, liuotuvuudet korkeissa lämpötiloissa, matala sulamispiste sekä se, kuinka helposti flux voidaan poistaa ilman että kristallit vaurioituvat tai niihin jää epäpuhtauksia. Yleisiä flux-aineita ovat esimerkiksi tin-, bismuth-, tai lead-fluxit sekä erilaiset halogeenihapot tai halogeenikilvet kuten NaCl ja KCl. Hyödyllisiä ovat myös self-flux-tyypit, joissa kohdemateriaali toimii fluoksena itselleen muodostuvan liuoksen ansiosta.

Prosessi etenee tyypillisesti sulussa ampouleissa tai upotetuissa lasikruunuissa: ainekset sekoitetaan fluxin kanssa, ruiskutetaan sulatettua seosta korkeaan lämpötilaan ja annetaan sen olla homogeenissa liuoksessa. Kasvu tapahtuu hallitun jäähtymisen aikana, jonka jälkeen kristallit erotetaan fluxista esimerkiksi decantoinnilla tai sentrifugoinnilla ja flux voidaan poistaa liuottamalla tai haalistamalla. Kuivien kristallien ominaisuudet voivat olla herkkiä fluxin jäämille epäpuhtauksille.

Sovellukset ja rajoitteet: fluxkasvatus tuottaa usein suuria, yksittäiskiteitä, joita käytetään rakenteellisen analyysin, rakennettavien materiaalien tutkimuksen sekä sovellusten kuten intermetallien, oksidien ja sulfideiden tutkimuksen kohteina. Menetelmä soveltuu erityisesti tilanteisiin, joissa sulamispiste on korkea tai konempreonesteinen kristallin kasvattaminen direct-melkein. Rajoitteita ovat fluxin jäämät ja mahdolliset epäpuhtauksien inkluutiot, vaikea poisto sekä fluxin toksisuus tai korroosiovaara, mikä voi rajoittaa käytettävyyttä herkille kiteille.