Rotasjonskrefter i Crystals

Krystaller er faste stoffer som har bestanddeler er anordnet i et repeterende, tredimensjonalt mønster. Atomer, ioner og molekyler kan danne grunnleggende former av krystallsystemer. Krystaller har også fire forskjellige grupper av fysiske og kjemiske egenskaper. Enkelt atomer obligasjon for å lage krystaller av metall. Diamant er en krystall av enkelt karbonatomer. Natrium og klor ioner utgjør saltkrystaller og karbohydratmolekyler - karbon, oksygen og hydrogen - obligasjon å danne sukker krystaller.

piezoelectricity

Krystaller blir elektrisk ladet når den utsettes for rotasjonskrefter ved sammenpressing eller vridning. Dette er den piezoelektriske effekten som også arbeider i revers. En elektrisk ladning påført på en krystall bevirker at krystallene til å vibrere. Frekvensen av vibrasjons avhenger av måten kvartskrystallen er kuttet. Kvartskrystaller gjøre nøyaktige klokker når kuttet til en jevn størrelse og form.

Pyroelectricity

Pyroelectricity eies av materialer for å generere en elektrisk spenning når oppvarmet eller avkjølt. Rotasjonskrefter blir produsert innenfor krystallgitteret som det utvider seg eller kontrakter. Krystaller av forbindelsen litium tanta kan være konstruert for å sende ut elektromagnetisk stråling innenfor et gitt bølgelengde. En matrise av krystaller som kjører på en laptop-batteri kan være konstruert for å fremstille røntgenstråler for medisinsk bruk.

Marangoni konveksjon

Produksjonen av krystaller for industrielle applikasjoner er oppnådd ved å dyrke krystallet langsomt fra en oppløsning. Løsningen kan være et løsningsmiddel inneholdende en forbindelse eller det kan være smeltet metall. Målet er å fremstille en godt ordnet struktur som er fri for forurensninger. Overflatespenningen ved grenseflaten mellom oppløsningen og atmosfæren kombinerer med temperaturgradienten i løsningen for å lage konveksjon, en roterende kraft som kalles Marangoni konveksjon. Maragoni konveksjon roterer gjennom oppløsningen og innfører feil i det krystallvekst.

Czochralski Process

Den Czorchralski prosessen er en industriell teknikk for å vokse enkrystaller av halvledere for elektroniske søknader. Det ble utviklet i 1918 av polske kjemikeren Jan Czochralski. Høyrent silisium, eller et annet metall som er nødvendig, blir smeltet i en kvartsdigel. Prosessen starter ved å dyppe en stang med en podekrystall av silisium som er montert på sin spiss inn i smelten. Den kimkrystall begynner prosessen med krystallvekst. Krystallen er trukket oppover med stanga som det vokser. Stangen roterer under trekking prosedyren produsere en sylinderformet krystall. De Marangoni konveksjon virkninger og eventuelle defekter i krystall kan minimaliseres eller elimineres ved å rotere digelen samtidig som stangen beveger seg oppover. De tre sett med rotasjonskrefter nøytralisere hverandre i krystallet.