第一节　生长层（条纹）概述

一、晶体性能与溶质浓度的起伏

沿着晶体的生长方向对晶体性能进行检测，发现在很多情况下晶体的物理、化学性能出现起伏。也就是说，晶体性能沿生长方向出现周期性的或间歇性的（非周期性的）变化。例如在力学性能方面，某些情况下可能发现其显微硬度的起伏；在光学性能方面，可发现其光吸收率、折射率或双折射率的起伏，严重时可出现所谓“光栅效应”，或是其二次谐波发生的相匹配温度的起伏；在电学性能方面，可能发现其电阻率、载流子寿命、铁电晶体电畴的周期性或间歇性的变化；在磁学性能方面，也会产生磁各向异性的起伏；在化学性能方面，晶体经化学或电化学浸蚀后，发现其浸蚀速率的起伏；在晶体结构方面，可以发现沿生长方向出现点阵参数的起伏。进一步的实验研究和理论分析表明，晶体的性能起伏可归因于固溶体中溶质浓度的起伏。由于溶质浓度的起伏，同时相应地引起晶格周期性或间歇性的畸变，由于这些结构上的原因，因而引起晶体性能的起伏。

图4-1是沿生长方向测得的锗单晶体的电学性能（电阻率和载流子寿命）起伏和溶质（锑）浓度的起伏[1]。在锗固溶体中所掺的溶质是放射性同位素锑，对长成的晶体，平行于生长方向切片，然后用底片直接贴在晶片上曝光，这样得到的底片上，感光量大处相应于溶质浓度较高，此种研究固溶体中溶质浓度分布的方法称自射照相法。因此在自射照相底片上的光的透过率的起伏，就反映了晶体中溶质浓度的起伏。

图4-1　锗晶体中测得的电学性能起伏与溶质浓度起伏[1]

值得注意的是，在图4-1中晶体电学性能的起伏与溶质浓度的起伏是一一对应的。同一实验的结果还表明，如果改善工艺条件，使晶体中锑同位素分布均匀，晶体的电学性能也就均匀了。

于是我们得出结论，晶体性能起伏的内在原因是晶体中溶质浓度的起伏。