krystalvækst

Krystalvækst er processen, hvor atomer eller molekyler organiserer sig i en regelmæssig krystalstruktur. Væksten sker ofte fra en væske, en smelte eller en dampefase og styres af temperatur, koncentration og renhed. Der findes tre hovedtilgange: løsningbaseret vækst, hvor krystaller dannes ved afkøling eller fordampning af en mættet løsning; smeltebaseret vækst, som anvender flydende eller smeltede materialer (for eksempel Czochralski- eller Bridgman-Stockbarger-metoder); og gasfasebaseret vækst, som foregår ved deposition af atomer eller molekyler fra en dampefase (f.eks. kemisk dampdeponering).

Processen begynder ofte med nucleation, dannelsen af små kernestykker, der kan vokse videre. Efter nucleationen tilføres byggesten og vokser krystallet, hvis forholdene er rette, især supersaturering og temperaturgradienter. Væksten er ofte anisotrop, hvilket giver bestemte former og habitus. Urenheder og temperaturusikkerheder kan introducere defekter som dislokationer eller inkluderinger, der påvirker krystalens fysiske egenskaber.

Praktiske anvendelser: Krystaller bruges i elektronik (siliciumkristaller, GaAs og SiC), i farmaceutiske produkter hvor krystalstrukturen påvirker opløselighed og stabilitet, samt i mineralogiske og geologiske studier. Almindelige eksempler er natriumklorid (bordsalt) og sukker, hvis vækst og ordnede struktur ofte studeres i undervisnings- og forskningssammenhænge.

Kontrol og analyse: kvaliteten vurderes ved optisk mikroskopi og røntgendiffraktion (XRD) samt andre teknikker. Renhed og defektstyring er centrale for præcision, og derfor bruges seed-kristaller og nøje regulerede væksthastigheder for at opnå ensartede egenskaber.