1、三種晶體生長理論：一、層生長理論科賽爾首先提出，后經斯蘭特斯基加以發展的晶體的層生長理論亦稱為科賽爾-斯蘭特斯基理論。這一模型主要討論的關鍵問題是：在一個面尚未生長完全前在一界面上找出最佳生長位置。圖8-2表示了一個簡單立方晶體模型中一界面上的各種位置，各位上成鍵數目不同，新支點就位后的穩定程度不同。每個來自環境相的新質點在環境相與新相界面的晶格上就位時，最可能結合的位置是能量上最有利的位置，即結合成鍵時應該是成鍵數目最多、釋放出能量最大的位置。圖8-2所示質點在生長中的晶體表面上所可能有的各種生長位置：k為曲折面，具有三面凹角，是最有利的生長位置；其次是S階梯面，具有兩面凹角的位置;最不利的

2、生長位置是A。由此可以得出如下的結論：警惕在理想情況下生長時，一旦有三面凹角位存在，質點則優先沿著三面凹角位生長一條行列；而當這一行列長滿后，就只有二面凹角位了，質點就只能在二面凹角處就位生長，這時又會產生三面凹角位，然后生長相鄰的行列；在長滿一層面網后，質點就只能在光滑表面上生長，這一過程就相當于在光滑表面上形成一個二維核，來提供三面凹角和二面凹角，再開始生長第二層面網。晶面（最外的面網）是平行向外推移而生長的。這就是晶體生長的層生長模型，它可以解釋如下一些生長現象：（1）晶體常生長成面平棱直的多面體形態。（2）晶體在生長的過程中，環境可能有所變化，不同時刻生成的晶體在物性（如顏色）和成分等

3、方面可能有細微的變化，因而在晶體的斷面上常?？梢钥吹綆顦嬙欤▓D8-3）。它表明晶面是平行向外推移生長的。（3）由于晶面是向外推移生長的，所以同種礦物不同晶面上對應晶面間的夾角不變。（4）晶體由小長大，許多晶面向外平行移動的軌跡形成以晶體中心為頂點的錐狀體，成為生長錐或砂鐘狀構造（圖8-4，圖8-5）在薄片中常常能看到。然而晶體生長的實際情況要比簡單層生長模型復雜得多，往往一次沉淀在一個晶面上的物質層的厚度可達幾萬或幾十萬個分子層。同時亦不一定是一層一層的順序堆積，而是一層尚未長完，又有一個新層開始生長。這樣繼續生長下去的結果，使晶面表面不平坦，成為階梯狀，稱為晶面階梯。層生長模型雖然有其正確

4、的方面，在實際晶體生長過程中并非完全按照二維層生長的機制進行。因為當晶體的一層面網生長完成之后，再在其上開始生長第二層面網時有很大的困難，其原因是已生長好的面網對溶液中質點的引力較小，不易克服質點的熱振動使質點就位。因此，在過飽和度或過冷卻度較低的情況下，晶體生長就需要用其他的生長機制加以解釋。8-2晶悴生長過程中表面狀態圖解（引自潘兆措零*1翊）P.平坦面*S.臺階；飢曲折面；乩啜附裁子；A.孔二、螺旋生長理論弗朗克（Frank）等人（1949、1951）研究了氣相中晶體生長的情況，估計二維層生長所需的過飽和度不小于25%50%。然而自實際中卻發現在過飽和度小于1%的氣相中晶體也能生長。這種

5、現象并不是層生長模型所能解釋的。他們根據實際晶體結構的各種缺陷中最常見的位錯現象，提出了晶體的螺旋生長模型（BFC模型，由Burton、Cabrera、Frank3人提出），即在晶體生長界面上，螺旋位錯露頭點所出現的凹角及其延伸所形成的二面凹角（圖8-6）可以作為晶體生長的臺階源，促進光滑界面上的生長。這樣就解釋了晶體在很低的過飽和度下能夠生長的實際現象。印度結晶學家弗爾麻（Verma）1951年對SiC晶體表面上的生長螺旋紋（圖8-7）及其他大量螺旋紋的觀察，證實了這個模型在晶體生長中的重要作用。位錯的出現，在晶體的界面上提供了一個永不消失的臺階源。隨著生長的進行，臺階將會以位錯處為中心呈螺

6、旋狀分布，螺旋式的臺階并不會隨著原子面網一層層生長而消失，從而使螺旋生長持續下去。螺旋狀生長于層狀生長不同的是臺階并不直線式地等速前進掃過晶面，而是圍繞著螺旋位錯的軸線螺旋狀前進（圖8-8）。隨著晶體的不斷長大，最終表現在晶面上形成能提供生長條件信息的各種樣式的螺旋紋。圖&-6晶休的位糟三、安舍列斯理論質點依次多分子層粘附，階梯狀生長，分子層的厚度與過飽和度有關。舉例：金剛石餒成穩定階段中由于壓力溫度作用使巖漿結晶作用處于十分穩定狀態，充足的原生碳，充分的結晶時間，金剛石晶芽大量生長，并成長為較大的平面八面體金剛石，這時巖漿基性程度很高，Ti元素尚為分散狀態，由“Ti”所產生的制約金剛石生長的

7、觸媒作用，還能阻止金剛石生長，巖漿轉為侵入階段后，金剛石完全處于溶蝕狀態，第一世代平面八面體金剛石向渾圓樁菱形十二面體轉化，形成了內成穩定性特征。這證明初始碳源充足環境合適時，質點依據多分子層粘附，階梯狀生長，飽和度越高,分子層越厚，寶石長得越大，當飽和度降低時，生長逐漸緩慢至停止。用鉆石來解釋布拉維法則布拉維法則：實際晶體的晶面常常平行于那些面網密度大的面網，晶體在垂直面網方向上的生長速度與面網上節點密度成反比。鉆石是立方面心格子從面網密度看(見圖11和圖12)有1、2、3三個位置，面網密度是ABCDBC。在晶體生長時，如果其它條件保持不變,則各晶面間相對的生長速度與他們本身的面網密度大小成

8、反比。也就是說面網密度越大的，其生長速度越慢，而面網密度越小的，其生長速度就越快。從圖12可以看出BC面網密度最小，所以生長速度就最快，最后被淹沒掉了。在金剛石中為什么(110)的菱形十二面體很難見到呢?原因就在于它的面網密度最?。黄渖L速度快，所以最先被淹沒了，就很難見到。圖I-】面網密寓小的晶面優生生長的圖解我們可從下面的圖2看(100)、(111)和(110)的晶面指數和晶面間距：圖中明顯看出面網指數(110)(111)(100),而以(110)最先尖滅，而(111)次之，(100)最難。從立方體和八面體上去找其三個面網指數，見圖3和圖4,在立方體上都可找到(100)、(111)和(110)，而八面體上只可找到(100)和(111)，而(110)那里去了呢?大多數已經尖滅。從圖形中不難看出晶面為什么有的發育，有的尖滅，這完全符合布拉維法則，只有正確運用它，才可獲得我們所需要的各種晶體的特定形狀。當然晶體在生長時也有不被淹沒,而同時長大的，如圖(5a)由于受晶面