绪论

晶体的性能决定于其内部的结构、成分和缺陷的分布状态。通常人们或是希望获得高度完整的晶体，即成分均匀、结构完整、缺陷甚少的晶体；或是为了获得某种物理性能，力图生长出具有预定的成分或缺陷分布状态的晶体。要达到上述目的就必须了解晶体生长的机制和所遵循的基本规律，因而学习、研究和掌握生长理论是非常必要的。

晶体生长理论是一门尚在发展中的学科。如果将吉布斯（Gibbs）于1878年发表的《论复相物质的平衡》这一著名的论文作为人们研究生长理论的开端，那么也有一百多年的历史了。但由于晶体生长是一种非平衡态过程，因而理论的发展是比较缓慢的。二十世纪二十年代，柯塞耳（Kossel）、斯特仑斯基（Stranski）提出完整晶体生长的微观理论。四十年代，弗兰克（Frank）发展了缺陷晶体生长的微观理论。1951年，伯顿（Burton）、卡勃累拉（Cabrera）、弗兰克借助于统计物理学把这些工作加以总结，并撰写了篇名为《晶体生长及其界面的平衡结构》的论文。这篇论文为晶体生长的界面过程理论奠定了基础，可以将它看作晶体生长理论发展的重要里程碑。五十年代半导体晶体材料的发展，六十年代激光与非线性光学晶体材料的开拓，要求人们对晶体的成分、结构进行有效的控制。于是结合了温场设计、溶质分凝、生长层形成、组分过冷等实际问题，开展了热量、质量与动量的传输理论以及界面稳定性理论的研究。实际上，传输理论与描述界面过程的动力学理论相结合，就勾画出近代晶体生长理论的轮廓。这在1970年被清晰地总结在帕克（Parker）的《晶体生长机制：能量，动力学和传输》的评论文章中，这篇评论标志了晶体生长理论进入了新的发展阶段。能量、质量、动量的传输既可通过微观扩散也可通过宏观对流来实现。在七十年代结合弯月面效应、界面翻转、温度起伏等实际问题开展了液流效应的研究，弥补了传统传输理论中的一个空缺。今天，生长理论虽然以一门独立学科的姿态出现，但和丰富多彩的实验结果相比，理论仍然很不完善。目前多数的理论尚停留在定性和半定量的阶段，要使理论能够成为指导晶体生长工艺实践的有力工具，就迫切要求理论更进一步定量化和精确化。这表明这个领域的深入研究还是大有可为的。作者相信，在实现四化的宏伟目标鼓舞下，在晶体生长理论的发展方面，中国人民一定会作出较大的贡献。