תורת הצמיחה של קריסטל הלייזר

בתחילת המאה העשרים נעשה שימוש רציף בעקרונות המדע והטכנולוגיה המודרניים לשליטה בתהליך צמיחת הגבישים, וצמיחת הגבישים החלה להתפתח מאמנות למדע.במיוחד מאז שנות ה-50, הפיתוח של חומרים מוליכים למחצה המיוצגים על ידי סיליקון גבישי יחיד קידם את התפתחות התיאוריה והטכנולוגיה של צמיחת גבישים.בשנים האחרונות, הפיתוח של מגוון מוליכים למחצה מורכבים וחומרים אלקטרוניים אחרים, חומרים אופטואלקטרוניים, חומרים אופטיים לא ליניאריים, חומרים מוליכים-על, חומרים פרו-אלקטריים וחומרי גביש חד-מתכתיים הובילו לשורה של בעיות תיאורטיות.ועוד ועוד דרישות מורכבות מוצגות לטכנולוגיית צמיחת גבישים.המחקר על העיקרון והטכנולוגיה של צמיחת גבישים הפך ליותר ויותר חשוב והפך לענף חשוב של המדע והטכנולוגיה המודרניים.
כיום, צמיחת גבישים יצרה בהדרגה סדרה של תיאוריות מדעיות, המשמשות לשלוט בתהליך צמיחת הגבישים.עם זאת, המערכת התיאורטית הזו עדיין לא מושלמת, ועדיין יש הרבה תוכן שתלוי בניסיון.לכן, צמיחת גבישים מלאכותית נחשבת בדרך כלל לשילוב של אומנות ומדע.
הכנת גבישים שלמים דורשת את התנאים הבאים:
1. יש לשלוט על הטמפרטורה של מערכת התגובה בצורה אחידה.על מנת למנוע קירור יתר מקומי או התחממות יתר, זה ישפיע על גרעין וצמיחה של גבישים.
2. תהליך ההתגבשות צריך להיות איטי ככל האפשר כדי למנוע גרעין ספונטני.כי ברגע שמתרחשת גרעין ספונטני, חלקיקים עדינים רבים יווצרו ויעכבו את צמיחת הגביש.
3. התאימו את קצב הקירור לגרעין הגביש וקצב הגדילה.הגבישים גדלים בצורה אחידה, אין שיפוע ריכוז בגבישים, וההרכב אינו חורג ממידתיות כימית.
ניתן לסווג שיטות צמיחת גבישים לארבע קטגוריות לפי סוג שלב האב שלהן, דהיינו גידול נמס, גידול תמיסה, גידול שלב אדים וצמיחת שלב מוצק.ארבעת הסוגים הללו של שיטות גידול גבישים התפתחו לעשרות טכניקות גידול גבישים עם שינויים בתנאי הבקרה.
באופן כללי, אם כל תהליך צמיחת הגבישים מפורק, עליו לכלול לפחות את התהליכים הבסיסיים הבאים: פירוק מומס, יצירת יחידת צמיחת גבישים, הובלה של יחידת צמיחת גבישים במצע גידול, צמיחת גבישים התנועה והשילוב של אלמנט על פני הגביש והמעבר של ממשק צמיחת הגביש, כדי לממש את צמיחת הגביש.