序言

本书是作者根据在南京大学物理系讲授“晶体生长的物理基础”的讲义改写而成。在改写过程中作者对内容作了较大的调整和补充，以使本书既可作为高等学校学生和研究生有关晶体生长课程的教材或教学参考书，又可作为从事晶体生长研制工作的科技人员的进修读物。

晶体生长是一种技艺，也是一门正在迅速发展的学科，在1972年到1976年间，作者撰写本书初稿时，无论在系统的拟定、内容的取舍以及处理的深度上，都是颇费心机的。这门学科国内尚无专著，在国外也找不到一本较为系统的参考书(1)，因而无从借鉴。为抓住主要矛盾，本书着重总结晶体生长的基本规律和解释生长过程中的基本现象。至于晶体生长工艺，在这里就不作系统的讨论。当然，熟悉晶体生长工艺和具有一定的实践经验，这是理解晶体生长理论的必要条件。但是要掌握晶体生长工艺的知识和技能，最好通过实验室中的专门训练或生产、科研单位的实地操作来达到。

单晶体既是广泛应用于电子器件、半导体器件、固体激光器件以及光学仪器和仪表工业的重要材料，同时又在实验固体物理学研究中起重要作用。在国内，工业性的晶体生长已经初具规模。无论在工业生产或实验室研制中，用直拉法生长晶体相当普遍，并已积累了丰富的资料；而作者近年来的研究工作也集中在氧化物晶体直拉法生长这一领域。因而本书就从总结直拉法这一特例出发，将由此得到的规律再推广到一般的生长过程。这样做比较切合国内晶体生长工作者当前的迫切要求，同时也不失为总结“发展中学科”的一条可行的途径。

本书前四章讨论了热量、质量和动量的传输理论，并结合炉内温场、溶质分凝、液流效应以及生长层的形成这些实际问题进行了分析和探讨。第五章对组分过冷和界面稳定性进行了系统的总结，这是近年来晶体生长领域中发展得比较成功的理论，迄今仍然十分活跃。晶体生长是一种能形成单晶体的特殊的相变过程，故在第六章和第七章中作者从热力学和统计物理学出发讨论了相平衡和相图以及界面的宏观性质与微观结构；这些内容不仅和晶体生长工艺密切相关，而且也是理解晶体生长微观过程的物理基础。第八章和第九章系统地讨论了晶体生长的动力学过程——成核和生长过程；在引入“相变驱动力”的概念后，作者将气相生长、溶液生长和熔体生长置于统一的物理框架之中，这是一种大胆的尝试。第十章讨论了晶体生长过程中位错的产生、延伸和分布规律，这是作者根据在全国固体缺陷学术讨论会（1979年6月，南京）上的一篇评述性的论文写成的；不管是要获得高度完整的晶体，还是要获得设定缺陷组态的晶体，人们都希望了解这方面的知识。

阅读本书应具备一定的基础知识：如对热力学、物理化学、统计物理学、流体动力学、晶体学、晶体缺陷理论、数理方程等已有一些初步了解。为了便于非理科专业的读者自学，书中关于公式的推导是比较仔细的。本书的理论阐述，力求物理图像清晰、演绎严密。对具体问题，则首先描述现象的本身，然后在理论上予以解释；对于书中较难的章节（初学者不一定需要掌握的），作者标以星号“*”，以便读者自行取舍。由于作者学识浅陋、水平有限，书中难免有不少缺点和错误，希读者不吝指正。

作者写作本书的过程中，冯端教授不断地给予鼓励、支持和指导，并在百忙中抽空审阅了全部原稿。本书所依据的讲义，曾得到上海光机所侯印春同志、压电与声光研究所王鑫初工程师、国营999厂王致伟工程师的热情支持，山东大学张克从副教授提出了宝贵意见。本书定稿时蒙南京大学洪静芬同志仔细校阅。上海科学技术出版社的编辑为本书的编辑出版付出了辛勤的劳动，并提出了不少有益的建议。作者谨此致谢。

闵乃本
1980年6月于南京

(1) 本书完稿时，作者见到F．Roseuberger所著Fundamentals of Crystal Growth，Springer，1979，这是国外第一本较为系统的教科书，但目前只出版第一卷（计划为三卷）。