एपिटाक्सी: Difference between revisions

Crystallization
Crystallization
Fundamentals
	Crystal · Crystal structure · Nucleation
Concepts
	Crystallization · Crystal growth ; Recrystallization · Seed crystal ; Protocrystalline · Single crystal
Methods and technology
	Boules; Bridgman–Stockbarger method ; Van Arkel–de Boer process; Czochralski method ; Epitaxy · Flux method; Fractional crystallization; Fractional freezing ; Hydrothermal synthesis; Kyropoulos method; Laser-heated pedestal growth; Micro-pulling-down; Shaping processes in crystal growth; Skull crucible; Verneuil method; Zone melting
	v; t; e;

Revision as of 22:06, 6 February 2023

एपिटॉक्सी एक प्रकार के क्रिस्टल कि वृद्धि या उस पर भौतिक जमाव को संदर्भित करता है जिसमें क्रिस्टलीय मूल परत के संबंध में एक या अधिक पूर्णतः स्पष्ट अभिविन्यास कि नई क्रिस्टलीय परतें बनती हैं। जमा की गई क्रिस्टलीय परत को एक एपिटैक्सियल आवरण या एपिटैक्सियल परत कहा जाता है। मूल परत के लिए एपिटैक्सियल परत के सापेक्ष अभिविन्यास को प्रत्येक पदार्थ के क्रिस्टलीय जाली के उन्मुखीकरण के संदर्भ में परिभाषित किया गया है। अधिकांश एपिटैक्सियल वृद्धि के लिए, नई परत आमतौर पर क्रिस्टलीय होती है और ऊपरी परत के प्रत्येक क्रिस्टललेखीय प्रभावक्षेत्र में क्रियाधार क्रिस्टल संरचना के सापेक्ष एक पूर्णतः स्पष्ट अभिविन्यास होना चाहिए। एपिटॉक्सी में एकल-क्रिस्टल संरचनाएं शामिल हो सकती हैं, हालांकि दानेदार पतली परतों में अनाज से अनाज की एपिटॉक्सी देखी गई है।^[1]^[2] अधिकांश तकनीकी अनुप्रयोगों के लिए, एकल प्रभावक्षेत्र एपिटॉक्सी, जो क्रियाधार क्रिस्टल के संबंध में पूर्णतः स्पष्ट अभिविन्यास के साथ एक ऊपरी परत में क्रिस्टल की वृद्धि है, को पसंद किया जाता है। अति जालक संरचनाओं को विकसित करते समय एपिटॉक्सी एक महत्वपूर्ण भूमिका भी निभा सकता है।^[3]

एपिटॉक्सी ग्रीक भाषा के मूल शब्द एपि से आया है, जिसका अर्थ है ऊपर और टॉक्सी जिसका अर्थ है एक क्रमबद्ध तरीके से।

एपिटैक्सियल वृद्धि के मुख्य वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में से एक अर्धचालक उद्योग है, जहां अर्धचालक पतली परतों को अर्धचालक क्रियाधार टुकड़े पर एपिटॉक्सी रूप से उगाया जाता है।^[4] एक क्रियाधार टुकड़े के ऊपर एक समतलीय पतली परत के एपिटैक्सियल वृद्धि के मामले में, एपिटैक्सियल परत की जाली में क्रियाधार टुकड़े के क्रिस्टलीय जाली के सापेक्ष एक विशिष्ट अभिविन्यास होगा जैसे [001] कि पतली परत के मिलर सूचकांक को [001] क्रियाधार के सूचकांक के साथ संरेखित करना। सबसे सरल मामले में, एपिटैक्सियल परत क्रियाधार के रूप में एक ही सटीक अर्धचालक यौगिक की निरंतरता हो सकती है, इसे होमोएपिटाक्सी के रूप में जाना जाता है। अन्यथा, एपिटैक्सियल परत एक अलग यौगिक से बनी होगी, इसे हेटरोएपिटाक्सी के रूप में जाना जाता है।

प्रकार

होमोएपिटाक्सी एक प्रकार का एपिटॉक्सी है जो केवल एक पदार्थ के साथ किया जाता है, जिसमें एक क्रिस्टलीय पतली परत को एक ही पदार्थ के क्रियाधार या महीन परत पर उगाया जाता है। इस तकनीक का उपयोग अक्सर एक महीन परत को विकसित करने के लिए किया जाता है जो क्रियाधार की तुलना में अधिक शुद्ध हो और अलग -अलग अपमिश्रण (अर्धचालक) स्तरों वाले परतों को बनाने के लिए होती है।शैक्षणिक साहित्य में, होमोएपिटॉक्सी को अक्सर संक्षिप्त रूप में होमोपी द्वारा व्यक्त किया जाता है।

होमोटोपोटैक्सी होमोपिटैक्सी के समान एक प्रक्रिया है, सिवाय इसके कि पतली-फिल्म की वृद्धि द्वि--आयामी वृद्धि तक सीमित नहीं है। यहाँ क्रियाधार पतली-परत का पदार्थ है।

हेटरोएपिटाक्सी एक प्रकार का एपिटैक्सी है जो उन पदार्थो के साथ किया जाता है जो एक दूसरे से अलग होते हैं। हेटरोएपिटाक्सी में, क्रिस्टलीय पतली-परत एक क्रिस्टलीय क्रियाधार या एक अलग पदार्थ की पतली-परत पर बढ़ती है। इस तकनीक का उपयोग अक्सर उन पदार्थो की क्रिस्टलीय परतों को विकसित करने के लिए किया जाता है जिनके लिए क्रिस्टल अन्यथा प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं और विभिन्न पदार्थो की एकीकृत क्रिस्टलीय परतों को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरणों में नीलम पर सिलिकॉन, नीलम पर गैलियम नाइट्राइड (जीएएन), गैलियम आर्सेनाइड (जीएएएस) या डायमंड या इरिडियम पर एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (अल्गेनप) शामिल हैं।^[5] और षट्कोणीय बोरान नाइट्राइड (एचबीएन) पर ग्राफीन शामिल हैं।^[6]

हेटरोएपिटाक्सी तब होता है जब क्रियाधार की तुलना में अलग -अलग रचना और/या क्रिस्टल संरचना की एक महीने परत उगाई जाती है। इस स्थिति में, महीन परत पर तनाव की मात्रा बेमेल जाली Ԑ द्वारा निर्धारित की जाती है-

$\varepsilon ={\frac {a_{f}-a_{s}}{a_{f}}}$

जहाँ $a_{f}$ और $a_{s}$ महीन परत और क्रियाधार के जालक स्थिरांक हैं। महीन परत और क्रियाधार में समान जालक अंतराल हो सकता है, लेकिन इसमें बहुत अलग तापीय प्रसार गुणांक भी हो सकते हैं। यदि कोई परत उच्च तापमान पर उगाई जाती है, तो यह कमरे के तापमान पर ठंडा होने पर बड़े उपभेदों का अनुभव कर सकती है। वास्तव में, $\varepsilon <9\%$ एपिटॉक्सी प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। यदि $\varepsilon$ इससे बड़ा है, तो परत एक आयतनमितीय विकृति का अनुभव करती है जो प्रत्येक परत के साथ एक आवश्यक मोटाई तक बनती है। बढ़ी हुई मोटाई के साथ महीन परत लोचदार तनाव की अव्यवस्थाओं के बनने से मुक्त हो जाता है जो संरचना की गुणवत्ता को नुकसान पहुंचाने वाले बिखरे हुए केंद्र बन सकते हैं। हेटरोएपिटाक्सी का उपयोग आमतौर पर तथाकथित बैंड-गैप इंजीनियरिंग सिस्टम बनाने के लिए किया जाता है, जो कि डी विरूपण के कारण उत्पन्न अतिरिक्त ऊर्जा के द्वारा किया जाता है। माइक्रोइलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक क्षमता के साथ एक बहुत लोकप्रिय प्रणाली Si–Ge की है।^[7]

हेटरोटोपोटैक्सी हेटरोएपिटाक्सी के समान प्रक्रिया है, सिवाय इसके कि पतली-फिल्म की वृद्धि द्वि-आयामी विकास तक सीमित नहीं है, यहां क्रियाधार केवल पतली-फिल्म पदार्थ की संरचना में समान है।

पेंडेओ-एपिटैक्सी एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें हेटेरोएपिटैक्सियल परत एक ही समय में लंबवत और पार्श्व रूप से बढ़ रही है।

2 डी क्रिस्टल हेटरोस्ट्रक्चर(विषम संरचना) में, षट्कोणीय बोरॉन नाइट्राइड में एम्बेडेड ग्राफीन नैनोरिबन^[8]^[9] पेंडियो-एपिटैक्सी का एक उदाहरण देते हैं।

अनाज-से-अनाज एपिटॉक्सी में एक बहुक्रिस्टलाइन एपिटैक्सियल और मूल परत के अनाज के बीच एपिटैक्सियल विकास शामिल है।^[1]^[2] यह आमतौर पर तब हो सकता है जब मूल परत में केवल एक बाह्य तल बनावट होती है लेकिन कोई अंतः तल बनावट नहीं होती है। ऐसे मामले में, मूल परत में अलग-अलग अंतः तल बनावट के साथ अनाज होते हैं। एपिटैक्सियल ऊपरी परत तब जाली मिलान के कारण, मूल परत के प्रत्येक अनाज के साथ विशिष्ट बनावट बनाता है। इस तरह के एपिटैक्सियल ग्रोथ में एकल-क्रिस्टल महीन परते शामिल नहीं हैं।

एपिटॉक्सी का उपयोग द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर (बीजेटी) और आधुनिकपूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालकों (सीएमओएस) के लिए सिलिकॉन-आधारित विनिर्माण प्रक्रियाओं में किया जाता है, लेकिन यह गैलियम आर्सेनाइड जैसे यौगिक अर्धचालकों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। विनिर्माण मुद्दों में जमाव की प्रतिरोधकता और मोटाई की मात्रा और एकरूपता का नियंत्रण, सतह और कक्ष के वातावरण की सफाई और शुद्धता, आम तौर पर बहुत अधिक अपमिश्रित किए गए क्रियाधार टुकड़े की नई परतों में अपमिश्रित के प्रसार की रोकथाम, की खामियां शामिल हैं। विकास प्रक्रिया, और निर्माण और हैंडलिंग के दौरान सतहों की रक्षा करना।

त

चित्रा 1. पतली-फिल्म विकास के तीन प्राथमिक तरीकों के अनुप्रस्थ काट दृश्य (ए) वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू: द्वीप गठन), (बी) फ्रैंक-वैन डेर मेरवे (एफएम: लेयर-बाय-लेयर), और(c) स्ट्रैंस्की-क्रस्टनोव ( लेयर-प्लस-आइलैंड)।प्रत्येक मोड को कई अलग -अलग मात्रा में सतह कवरेज के लिए दिखाया गया है।

थर्मोडायनामिक संतुलन (कम एडैटोम सुपरसेटेशन) के पास, एपिटैक्सियल ग्रोथ के तंत्र को तीन प्राथमिक विकास मोड में वर्गीकृत किया गया है- वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू), फ्रैंक-वैन डेर मेरवे ग्रोथ| Stranski -Krastanov (SK)। <रेफ नाम = बाउर पीपी। 372–394>Bauer, Ernst. "सतहों पर क्रिस्टल पृथक्करण का घटना संबंधी सिद्धांत।मैं". Zeitschrift für Kristallographie. 110 (1–6): 372–394. doi:10.1524/zkri.1958.110.1-6.372. Retrieved 2022-05-03.</ref>^[10]

VW विकास शासन में, एपिटैक्सियल फिल्म विकास की सतह पर 3 डी नाभिक से बाहर बढ़ती है।इस मोड में, adsorbate-adsorbate इंटरैक्शन adsorbate- सतह इंटरैक्शन की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं, जो स्थानीय nucleation द्वारा द्वीप गठन की ओर जाता है और जब द्वीप एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं तो एपिटैक्सियल परत बनती है।

एफएम ग्रोथ मोड में, adsorbate- सतह और adsorbate-adsorbate इंटरैक्शन संतुलित होते हैं, जो 2D लेयर-बाय-लेयर या स्टेप-फ्लो एपिटैक्सियल ग्रोथ को बढ़ावा देता है।

SK मोड VW और FM मोड का एक संयोजन है।इस तंत्र में, विकास एफएम मोड में शुरू होता है, 2 डी परतें बनाते हैं, लेकिन एक महत्वपूर्ण मोटाई तक पहुंचने के बाद, एक वीडब्ल्यू-जैसे 3 डी द्वीप विकास शासन में प्रवेश करता है।

व्यावहारिक एपिटैक्सियल विकास, हालांकि, थर्मोडायनामिक संतुलन से दूर, एक उच्च सुपरसेटेशन शासन में होता है।उस मामले में, एपिटैक्सियल विकास थर्मोडायनामिक्स के बजाय एडैटोम कैनेटीक्स द्वारा नियंत्रित होता है, और 2 डी स्टेप-फ्लो ग्रोथ प्रमुख हो जाता है।^[10]

तरीके

वाष्प-चरण

File:CBE im1.png

चित्रा 1: ए) मूव, बी) एमबीई, और सी) सीबीई के विकास कक्षों के अंदर बुनियादी प्रक्रियाएं।

अर्धचालक पतली फिल्मों की होमोएपिटैक्सियल विकास आमतौर पर रासायनिक वाष्प जमाव या भौतिक वाष्प जमाव विधियों द्वारा किया जाता है जो गैसीय राज्य में सब्सट्रेट को अग्रदूतों को वितरित करते हैं।उदाहरण के लिए, सिलिकॉन को आमतौर पर सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड और हाइड्रोजन से लगभग 1200 से 1250°C पर जमा किया जाता है।^[11]

शेकेल_4(g) +_2(g) ↔ और_(s) + 4HCL_(g)

जहां (जी) और (एस) क्रमशः गैस और ठोस चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, और विकास दर दो स्रोत गैसों के अनुपात पर दृढ़ता से निर्भर करती है।प्रति मिनट 2 माइक्रोमीटर से ऊपर की वृद्धि दर पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का उत्पादन करती है, और नकारात्मक विकास दर (नक़्क़ाशी (माइक्रोफैब्रिकेशन)) हो सकती है यदि बहुत अधिक हाईड्रोजन क्लोराईड बायप्रोडक्ट मौजूद है।(वास्तव में, हाइड्रोजन क्लोराइड को जानबूझकर वेफर को खोदने के लिए जोड़ा जा सकता है।) एक अतिरिक्त नक़्क़ाशी प्रतिक्रिया बयान प्रतिक्रिया के साथ प्रतिस्पर्धा करती है:

SICL_4(g) + और_(s) ↔ 2SICL_2(g)

सिलिकॉन वीपीई सिलेन, डाइक्लोरोसिलैन और trichlorosilane स्रोत गैसों का भी उपयोग कर सकता है।उदाहरण के लिए, सिलने की प्रतिक्रिया 650 & nbsp पर होती है; ° C इस तरह से:

सिह₄ → सी + 2 एच₂

वीपीई को कभी -कभी स्रोत गैसों के रसायन विज्ञान द्वारा वर्गीकृत किया जाता है, जैसे कि हाइड्राइड वीपीई (एचवीपीई) और एमओवीपीई (एमओवीपीई या एमओसीवीडी)।

यौगिक अर्धचालक विकास में उपयोग की जाने वाली एक सामान्य तकनीक आणविक-बीम एपिटैक्सी (एमबीई) है।इस पद्धति में, एक स्रोत सामग्री को कणों के एक वाष्पित बीम का उत्पादन करने के लिए गर्म किया जाता है, जो बहुत उच्च खालीपन (10) के माध्यम से यात्रा करता है⁻⁸ पास्कल (इकाई);सब्सट्रेट के लिए व्यावहारिक रूप से मुक्त स्थान) और एपिटैक्सियल विकास शुरू करें।^[12]^[13] दूसरी ओर, रासायनिक बीम एपिटैक्सी, एक अल्ट्रा-हाई वैक्यूम प्रक्रिया है जो आणविक बीम को उत्पन्न करने के लिए गैस चरण अग्रदूतों का उपयोग करती है।^[14]

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और नैनो टेक्नोलॉजी में एक और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक परमाणु परत एपिटैक्सी है, जिसमें अग्रदूत गैसों को वैकल्पिक रूप से एक कक्ष में स्पंदित किया जाता है, जिससे सतह संतृप्ति और रसायन विज्ञान द्वारा परमाणु मोनोलेयर विकास होता है।

तरल-चरण

तरल-चरण एपिटैक्सी (LPE) ठोस सब्सट्रेट पर पिघल से अर्धचालक क्रिस्टल परतों को विकसित करने के लिए एक विधि है।यह जमा अर्धचालक के पिघलने बिंदु के नीचे तापमान पर होता है।अर्धचालक को एक अन्य सामग्री के पिघल में भंग कर दिया जाता है।उन स्थितियों पर जो विघटन और बयान के बीच संतुलन के करीब हैं, सब्सट्रेट पर अर्धचालक क्रिस्टल का जमाव अपेक्षाकृत तेज और समान है।सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सब्सट्रेट इंडियम फॉस्फाइड (INP) है।कांच या सिरेमिक जैसे अन्य सब्सट्रेट विशेष अनुप्रयोगों के लिए लागू किए जा सकते हैं।न्यूक्लिएशन को सुविधाजनक बनाने के लिए, और बढ़ी हुई परत में तनाव से बचने के लिए सब्सट्रेट और विकसित परत के थर्मल विस्तार गुणांक समान होना चाहिए।

सेंट्रीफ्यूगल लिक्विड-फेज एपिटैक्सी का उपयोग व्यावसायिक रूप से सिलिकॉन, जर्मेनियम और गैलियम आर्सेनाइड की पतली परतों को बनाने के लिए किया जाता है।^[15]^[16] सेंट्रीफ्यूगली गठित फिल्म ग्रोथ एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग एक अपकेंद्रित्र का उपयोग करके सामग्री की पतली परतों को बनाने के लिए किया जाता है।पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं के लिए सिलिकॉन बनाने के लिए प्रक्रिया का उपयोग किया गया है^[17]^[18] और दूर अवरक्त फोटोडेटेक्टर्स।^[19] परत के विकास को नियंत्रित करने के लिए तापमान और अपकेंद्रित्र स्पिन दर का उपयोग किया जाता है।^[16]सेंट्रीफ्यूगल एलपीई में डोपेंट एकाग्रता ग्रेडिएंट बनाने की क्षमता है, जबकि समाधान निरंतर तापमान पर आयोजित किया जाता है।^[20]

ठोस-चरण

ठोस-चरण एपिटैक्सी (एसपीई) एक सामग्री के अनाकार और क्रिस्टलीय चरणों के बीच एक संक्रमण है।यह आमतौर पर एक क्रिस्टलीय सब्सट्रेट पर अनाकार सामग्री की एक फिल्म जमा करके निर्मित होता है, फिर इसे फिल्म को क्रिस्टलीकृत करने के लिए गर्म होता है।सिंगल-क्रिस्टल सब्सट्रेट क्रिस्टल ग्रोथ के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है।आयन आरोपण के दौरान अनाकार किए गए सिलिकॉन परतों को पुनरावृत्ति या चंगा करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एनीलिंग कदम को भी एक प्रकार का ठोस चरण एपिटैक्सी माना जाता है।इस प्रक्रिया के दौरान बढ़ते क्रिस्टल-अमोर्फस लेयर इंटरफेस में अशुद्धता अलगाव और पुनर्वितरण का उपयोग धातुओं और सिलिकॉन में कम-घुलनशीलता डोपेंट को शामिल करने के लिए किया जाता है।^[21]

डोपिंग

स्रोत गैस, जैसे कि आर्सेन, फॉस्फीन, या डिबोरेन में अशुद्धियों को जोड़कर जमाव के दौरान एक एपिटैक्सियल परत को डोप किया जा सकता है।स्रोत गैस में डोपेंट, सतह के वाष्पीकरण या गीले नक़्क़ाशी से मुक्त, एपिटैक्सियल परत में भी फैल सकते हैं और ऑटोडोपिंग का कारण बन सकते हैं।गैस चरण में अशुद्धता की एकाग्रता जमा फिल्म में इसकी एकाग्रता को निर्धारित करती है।डोपिंग एक साइट-प्रतिस्पर्धा तकनीक द्वारा भी प्राप्त की जा सकती है, जहां विकास अग्रदूत अनुपात को रिक्तियों, विशिष्ट डोपेंट प्रजातियों या खाली-डोपेंट समूहों को जाली में शामिल करने के लिए ट्यून किया जाता है।>Larkin, David J.; Neudeck, Philip G.; Powell, J. Anthony; Matus, Lawrence G. (1994-09-26). "बेहतर सिलिकॉन कार्बाइड इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए साइट - प्रतिस्पर्धा एपिटैक्सी". Applied Physics Letters. AIP Publishing. 65 (13): 1659–1661. doi:10.1063/1.112947. ISSN 0003-6951.</ref> <रेफ नाम = झांग गाओ यू लियाओ पीपी। 655–668>Zhang, Xiankun; Gao, Li; Yu, Huihui; Liao, Qingliang; Kang, Zhuo; Zhang, Zheng; Zhang, Yue (2021-07-20). "दो-आयामी संक्रमण धातु डाइकैलेकोजेनाइड्स में एकल-परमाणु रिक्ति डोपिंग". Accounts of Materials Research. American Chemical Society (ACS). 2 (8): 655–668. doi:10.1021/accountsmr.1c00097. ISSN 2643-6728.</ref>^[22] इसके अतिरिक्त, उच्च तापमान जिस पर एपिटैक्सी का प्रदर्शन किया जाता है, वे डोपेंट्स को वेफर (आउट-डिफ्यूजन) में अन्य परतों से बढ़ती परत में प्रसार करने की अनुमति दे सकते हैं।

खनिज

लगभग 6 सेमी लंबे हेमटिट पर रुटाइल एपिटैक्सियल।बाहिया, ब्राजील

खनिज विज्ञान में, एपिटैक्सी एक खनिज पर एक खनिज पर एक क्रमबद्ध तरीके से अतिवृद्धि है, जैसे कि कुछ क्रिस्टल संरचना#विमानों और दो खनिजों की दिशाओं को संरेखित किया जाता है।यह तब होता है जब क्रिस्टल संरचना में कुछ विमान#विमानों और अतिवृद्धि और सब्सट्रेट के निर्देशों में परमाणुओं के बीच समान स्पेसिंग होते हैं।^[23]

यदि दोनों खनिजों के क्रिस्टल अच्छी तरह से बनते हैं ताकि क्रिस्टल संरचना#विमानों और दिशाओं की दिशाएं स्पष्ट हों तो एपिटैक्सिक संबंध केवल एक दृश्य निरीक्षण द्वारा घटाया जा सकता है।^[23]

कभी -कभी कई अलग -अलग क्रिस्टल एक ही सब्सट्रेट पर अतिवृद्धि का निर्माण करते हैं, और फिर अगर वहाँ एपिटैक्सी है तो सभी अतिवृद्धि क्रिस्टल में एक समान अभिविन्यास होगा।हालांकि, उल्टा जरूरी नहीं है।यदि अतिवृद्धि क्रिस्टल में एक समान अभिविन्यास होता है, तो संभवतः एक एपिटैक्सिक संबंध होता है, लेकिन यह निश्चित नहीं है।^[23] कुछ लेखक^[24] इस बात पर विचार करें कि एक ही खनिज प्रजातियों की दूसरी पीढ़ी के अतिवृद्धि को भी एपिटैक्सी के रूप में माना जाना चाहिए, और यह अर्धचालक वैज्ञानिकों के लिए सामान्य शब्दावली है जो एक फिल्म के एपिटैक्सिक विकास को एक अलग डोपिंग (अर्धचालक) स्तर के साथ एक ही सामग्री के एक अर्धचालक सब्सट्रेट के साथ प्रेरित करते हैं।।स्वाभाविक रूप से उत्पादित खनिजों के लिए, हालांकि, अंतर्राष्ट्रीय मिनरलोगिकल एसोसिएशन (IMA) की परिभाषा के लिए आवश्यक है कि दो खनिज विभिन्न प्रजातियों के हों।^[25]

एपिटैक्सी का एक और मानव निर्मित अनुप्रयोग चांदी का आयोडाइड का उपयोग करके कृत्रिम बर्फ का निर्माण है, जो संभव है क्योंकि हेक्सागोनल क्रिस्टल प्रणाली सिल्वर आयोडाइड और बर्फ में समान सेल आयाम हैं।^[24]

आइसोमोर्फिक खनिज

एक ही संरचना (आइसोमॉर्फिज्म (क्रिस्टलोग्राफी)) के खनिजों में एपिटैक्सिक संबंध हो सकते हैं।एक उदाहरण ऐल्बाइट है NaAlSi
₃O
₈ माइक्रोकलाइन पर KAlSi
₃O
₈।ये दोनों खनिज ट्राइक्लिनिक क्रिस्टल तंत्र हैं, अंतरिक्ष समूह के साथ 1, और समान इकाई सेल मापदंडों के साथ, ए = 8.16 Å, बी = 12.87 Å, सी = 7.11 Å, α = 93.45 °, β = 116.4 °, γ = 90.28 ° अल्बाइट के लिए और ए = 8.5784 Å, बी = 12.96 Å,c = 7.2112 Å, α = 90.3 °, ° = 116.05 °, γ = 89 ° माइक्रोकलाइन के लिए।

पॉलीमॉर्फिक खनिज

हेमटिट पर रुटाइल, नोवो होरिज़ोंटे, बाहिया, पूर्वोत्तर क्षेत्र, ब्राजील से

मैग्नेटाइट के बाद हेमटिट स्यूडोमोर्फ, सीढ़ीदार एपिटैक्सियल चेहरों के साथ।ला रियोजा प्रांत, अर्जेंटीना, अर्जेंटीना

खनिज जिनमें एक ही रचना होती है, लेकिन विभिन्न संरचनाएं (बहुरूपता (सामग्री विज्ञान))) में भी एपिटैक्सिक संबंध हो सकते हैं।उदाहरण पाइराइट और मार्कासाइट हैं, दोनों FES₂, और Sphalerite और Wurtzite, दोनों Zns।^[23]

हेमटिट पर रूटाइल

खनिजों के कुछ जोड़े जो संरचनात्मक या संरचनात्मक रूप से संबंधित नहीं हैं, वे एपिटैक्सी भी प्रदर्शित कर सकते हैं।एक सामान्य उदाहरण रूटाइल टियो है₂ हेमटिट फ़े पर₂O₃.^[23]^[26] रुटाइल टेट्रागोनल क्रिस्टल तंत्र है और हेमटिट त्रिगुणित क्रिस्टल तंत्र है, लेकिन मिलर इंडेक्स में परमाणुओं के बीच समान रिक्ति की दिशाएं हैं।001) हेमटिट का विमान (सी अक्ष के लंबवत)।एपिटैक्सी में ये दिशाएं एक -दूसरे के साथ लाइन में लगती हैं, जिसके परिणामस्वरूप रूटाइल अतिवृद्धि की धुरी हेमटिट के सी अक्ष के समानांतर होती है, और रुटाइल की सी अक्ष हेमटिट के अक्षों में से एक के समानांतर होती है।^[23]

मैग्नेटाइट पर हेमटिट

एक अन्य उदाहरण हेमटिट है Fe³⁺
₂O
₃ मैग्नेटाइट पर Fe²⁺
Fe³⁺
₂O
₄।मैग्नेटाइट संरचना क्लोज-पैक ऑक्सीजन आयन#आयनों पर आधारित है और एबीसी-एबीसी अनुक्रम में स्टैक किए गए cations।इस पैकिंग में क्लोज-पैक की गई परतें मिलर इंडेक्स के समानांतर हैं। (111) (एक विमान जो सममित रूप से एक क्यूब के एक कोने से काटता है)।हेमटिट संरचना एक एबी-एबी अनुक्रम में स्टैक किए गए क्लोज-पैक ऑक्सीजन आयनों पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप हेक्सागोनल समरूपता के साथ एक क्रिस्टल होता है।^[27]

यदि उद्धरण ऑक्सीजन आयनों की वास्तव में करीबी-पैक संरचना में फिट होने के लिए काफी छोटे थे, तो निकटतम पड़ोसी ऑक्सीजन साइटों के बीच रिक्ति दोनों प्रजातियों के लिए समान होगी।ऑक्सीजन आयन की त्रिज्या, हालांकि, केवल 1.36 Å है^[28] और Fe cations कुछ विविधताओं का कारण बनने के लिए पर्याप्त बड़े हैं।Fe Radii 0.49 Å से 0.92 Å तक भिन्न होता है,^[29] आयन#के आधार पर चार्ज किए गए राज्य (2+ या 3+) और समन्वय संख्या (4 या 8) को दर्शाता है।फिर भी, ओ स्पेसिंग दो खनिजों के लिए समान हैं, इसलिए हेमटिट आसानी से मिलर इंडेक्स पर बढ़ सकता है। (111) मैग्नेटाइट के चेहरे, हेमटिट मिलर इंडेक्स के साथ | (001) मैग्नेटाइट मिलर इंडेक्स के समानांतर। (111)।^[27]

अनुप्रयोग

एपिटैक्सी का उपयोग नैनो टेक्नोलॉजी में और अर्धचालक निर्माण में किया जाता है।वास्तव में, एपिटैक्सी कई अर्धचालक सामग्रियों के लिए उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टल विकास का एकमात्र किफायती तरीका है।सतह विज्ञान में, एपिटैक्सी का स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी के माध्यम से एकल क्रिस्टलीय सतहों पर सोखना कार्बनिक अणुओं के मोनोलेयर और बहुपरत फिल्मों को बनाने और अध्ययन करने के लिए किया जाता है।^[30]^[31]

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

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@@ Line 28: / Line 28: @@
 डी क्रिस्टल हेटरोस्ट्रक्चर(विषम संरचना) में, षट्कोणीय बोरॉन नाइट्राइड में एम्बेडेड ग्राफीन नैनोरिबन<ref>{{cite journal |title=Oriented graphene nanoribbons embedded in hexagonal boron nitride trenches |journal=Nature Communications |volume=8 |issue=2017 |year=2017|page=14703|doi=10.1038/ncomms14703 |pmid=28276532 |pmc=5347129 |last1=Chen |first1=Lingxiu |last2=He |first2=Li|last3=Wang |first3=Huishan |arxiv=1703.03145|bibcode=2017NatCo...814703C}}</ref><ref>{{cite journal |title=Edge control of graphene domains grown on hexagonal boron nitride |journal=Nanoscale |volume=9 |issue=32 |year=2017|pages=1–6|doi=10.1039/C7NR02578E |pmid=28580985 |last1=Chen |first1=Lingxiu |last2=Wang |first2=Haomin|last3=Tang |first3=Shujie|arxiv=1706.01655 |bibcode=2017arXiv170601655C |s2cid=11602229 }}</ref> पेंडियो-एपिटैक्सी का एक उदाहरण देते हैं।
-अनाज-से-अनाज एपिटॉक्सी में एक बहुक्रिस्टलाइन एपिटैक्सियल और मूल परत के अनाज के बीच एपिटैक्सियल विकास शामिल है।<ref name="Prab" /><ref name="Hwang" /> यह आमतौर पर तब हो सकता है जब मूल परत में केवल एक बाह्य तल बनावट होती है लेकिन कोई अंतः तल बनावट नहीं होती है। ऐसे मामले में, मूल परत में अलग-अलग अंतः तल बनावट के साथ अनाज होते हैं। एपिटैक्सियल ऊपरी परत तब जाली मिलान के कारण, बीज परत के प्रत्येक अनाज के साथ विशिष्ट बनावट बनाता है।इस तरह के एपिटैक्सियल ग्रोथ में सिंगल-क्रिस्टल फिल्में शामिल नहीं हैं।
+अनाज-से-अनाज एपिटॉक्सी में एक बहुक्रिस्टलाइन एपिटैक्सियल और मूल परत के अनाज के बीच एपिटैक्सियल विकास शामिल है।<ref name="Prab" /><ref name="Hwang" /> यह आमतौर पर तब हो सकता है जब मूल परत में केवल एक बाह्य तल बनावट होती है लेकिन कोई अंतः तल बनावट नहीं होती है। ऐसे मामले में, मूल परत में अलग-अलग अंतः तल बनावट के साथ अनाज होते हैं। एपिटैक्सियल ऊपरी परत तब जाली मिलान के कारण, मूल परत के प्रत्येक अनाज के साथ विशिष्ट बनावट बनाता है। इस तरह के एपिटैक्सियल ग्रोथ में एकल-क्रिस्टल महीन परते शामिल नहीं हैं।
-एपिटैक्सी का उपयोग [[द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर]] (बीजेटी) और आधुनिक सीएमओ के लिए [[सिलिकॉन]]-आधारित विनिर्माण प्रक्रियाओं में किया जाता है।विनिर्माण मुद्दों में बयान की प्रतिरोधकता और मोटाई की मात्रा और एकरूपता, सतह की स्वच्छता और शुद्धता और चैम्बर वातावरण, आमतौर पर बहुत अधिक उच्च डोपेड सब्सट्रेट वेफर की नई परतों के लिए डोपेंट के प्रसार की रोकथाम, की रोकथाम शामिल हैंविकास प्रक्रिया, और निर्माण और हैंडलिंग के दौरान सतहों की रक्षा करना।
+एपिटॉक्सी का उपयोग [[द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर|द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर]] (बीजेटी) और आधुनिकपूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालकों (सीएमओएस) के लिए सिलिकॉन-आधारित विनिर्माण प्रक्रियाओं में किया जाता है, लेकिन यह गैलियम आर्सेनाइड जैसे यौगिक अर्धचालकों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। विनिर्माण मुद्दों में जमाव की प्रतिरोधकता और मोटाई की मात्रा और एकरूपता का नियंत्रण, सतह और कक्ष के वातावरण की सफाई और शुद्धता, आम तौर पर बहुत अधिक अपमिश्रित किए गए क्रियाधार टुकड़े की नई परतों में अपमिश्रित के प्रसार की रोकथाम, की खामियां शामिल हैं। विकास प्रक्रिया, और निर्माण और हैंडलिंग के दौरान सतहों की रक्षा करना।
-== तंत्र ==
+== त ==
-[[Image:GrowthModes.png|thumb|450px|चित्रा 1. पतली-फिल्म विकास के तीन प्राथमिक तरीकों के क्रॉस-सेक्शन दृश्य (ए) वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू: द्वीप गठन), (बी) फ्रैंक-वैन डेर मेरवे (एफएम: लेयर-बाय-लेयर), और(c) स्ट्रैंस्की-क्रस्टनोव (SK: लेयर-प्लस-आइलैंड)।प्रत्येक मोड को कई अलग -अलग मात्रा में सतह कवरेज के लिए दिखाया गया है, is।]]थर्मोडायनामिक संतुलन (कम एडैटोम सुपरसेटेशन) के पास, एपिटैक्सियल ग्रोथ के तंत्र को तीन प्राथमिक विकास मोड में वर्गीकृत किया गया है- वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू), फ्रैंक-वैन डेर मेरवे ग्रोथ| Stranski -Krastanov (SK)। <रेफ नाम = बाउर पीपी। 372–394>{{cite journal |last=Bauer |first=Ernst |title=सतहों पर क्रिस्टल पृथक्करण का घटना संबंधी सिद्धांत।मैं|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1958ZK....110..372B/abstract |journal=Zeitschrift für Kristallographie |volume=110 |issue=1-6 |pages=372–394 |doi=10.1524/zkri.1958.110.1-6.372 |access-date=2022-05-03}}</ref><ref name="Brune 2009 p.">{{cite journal |last=Brune |first=H. |date=2009-04-14 |title=Growth Modes |url=https://infoscience.epfl.ch/record/135795 |journal=Encyclopedia of Materials: Science and Technology, Sect. 1.9, Physical Properties of Thin Films and Artificial Multilayers |page= |access-date=2022-05-03}}</ref>
+[[Image:GrowthModes.png|thumb|450px|चित्रा 1. पतली-फिल्म विकास के तीन प्राथमिक तरीकों के अनुप्रस्थ काट दृश्य (ए) वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू: द्वीप गठन), (बी) फ्रैंक-वैन डेर मेरवे (एफएम: लेयर-बाय-लेयर), और(c) स्ट्रैंस्की-क्रस्टनोव ( लेयर-प्लस-आइलैंड)।प्रत्येक मोड को कई अलग -अलग मात्रा में सतह कवरेज के लिए दिखाया गया है।]]थर्मोडायनामिक संतुलन (कम एडैटोम सुपरसेटेशन) के पास, एपिटैक्सियल ग्रोथ के तंत्र को तीन प्राथमिक विकास मोड में वर्गीकृत किया गया है- वोल्मर-वेबर (वीडब्ल्यू), फ्रैंक-वैन डेर मेरवे ग्रोथ| Stranski -Krastanov (SK)। <रेफ नाम = बाउर पीपी। 372–394>{{cite journal |last=Bauer |first=Ernst |title=सतहों पर क्रिस्टल पृथक्करण का घटना संबंधी सिद्धांत।मैं|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1958ZK....110..372B/abstract |journal=Zeitschrift für Kristallographie |volume=110 |issue=1-6 |pages=372–394 |doi=10.1524/zkri.1958.110.1-6.372 |access-date=2022-05-03}}</ref><ref name="Brune 2009 p.">{{cite journal |last=Brune |first=H. |date=2009-04-14 |title=Growth Modes |url=https://infoscience.epfl.ch/record/135795 |journal=Encyclopedia of Materials: Science and Technology, Sect. 1.9, Physical Properties of Thin Films and Artificial Multilayers |page= |access-date=2022-05-03}}</ref>
 VW विकास शासन में, एपिटैक्सियल फिल्म विकास की सतह पर 3 डी नाभिक से बाहर बढ़ती है।इस मोड में, adsorbate-adsorbate इंटरैक्शन adsorbate- सतह इंटरैक्शन की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं, जो स्थानीय nucleation द्वारा द्वीप गठन की ओर जाता है और जब द्वीप एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं तो एपिटैक्सियल परत बनती है।

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