第二章　溶质分凝和质量传输

在晶体生长的实践中，为了获得某种物理性能的单晶体，我们有意识地掺入某些微量元素。例如：在YAG晶体中掺入Nd，生长的Nd3+：YAG晶体就能作为产生激光的工作物质。又如在LiNbO3晶体中掺入Fe，就能作为全息记录介质。这些有意识地掺入的微量元素，我们称为溶质（solute）。

除此而外，我们有时也会无意识地在晶体中掺入一些微量元素，可能由于原料本身不纯，或在称量、混料、压结、烧结、熔融、提拉等工艺过程中，带进了一些杂质，这些杂质如果以原子或离子状态掺入晶体，也可称为溶质。

例如，在原料合成工艺中，由于称量不准，某种原料过量了，或虽然称量是准确的，但是烧结过程中某种原料挥发得较多，这样熔体的组分便产生偏离，如在配制LiNbO3晶体时，熔体中的Nb过量了，这过量的Nb就可看为溶质。

微量溶质对晶体生长和晶体性能影响极大，我们主要关注于两个问题，其一是在生长过程中及长成的晶体中溶质是如何分布的？其二是反过来溶质是如何影响晶体的生长过程的？本章主要讨论在恒定的生长速率下溶质的分布规律。第四章讨论生长速率起伏时的溶质分布规律（生长层）。第五章再讨论溶质对生长过程的影响（界面稳定性和组分过冷）。

在正常情况下生长的单晶体中，溶质分布是不均匀的，或是始端溶质浓度低，愈近尾部愈高，或者相反。而我们希望获得溶质均匀分布的单晶体。因此了解生长过程中溶质的分布规律，以及利用这些规律来制备溶质均匀分布的单晶体是十分必要的。这在制备工艺中称之为晶体生长的溶质均化（solute homogenizing of crystal growth）。