Single crystal growth in materials research - NFPL213

• Title: Příprava monokrystalů pro materiálový výzkum
• Guaranteed by: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2018
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Hours per week, examination: summer s.:1/2, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.; RNDr. Klára Uhlířová, Ph.D.

Annotation

English

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (11.05.2018)

Absolvents of the course will gain knowledge about crystallography, phase transitions, theory of crystallization, methods of single crystal growth and their further analysis, processing and applications.

Czech

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (24.01.2018)

Studenti absolvující přednášku příprava monokrystalů pro materiálový výzkum získají znalosti o krystalografii, fázových přechodech, teorii krystalizace, metodách růstu monokrystalů a jejich následné strukturní analýze, zpracování a technických aplikacích.

Course completion requirements

English

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (16.05.2022)

The exam is oral. The requirements of the knowledge for the exam correspond to the syllabus and content of the lectures.

Czech

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (16.05.2022)

Ústní zkouška.. Požadavky na znalosti ke zkoušce odpovídají sylabu a obsahu přednášek.

Literature

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (24.01.2018)

1. Struktura a vlastnosti krystalů, Ivo Kraus. Academia 1993

2. Základní procesy růstu monokrystalů pro optoelektroniku, Jan Novotný, Academia 2003

3. Springer Handbook of Crystal Growth, Govindhan Dhanaraj, Kullaiah Byrappa, Vishwanath Prasad, Michael Dudley, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010

Requirements to the exam

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (16.05.2022)

Zkouška je ústní. Požadavky na znalosti ke zkoušce odpovídají sylabu a obsahu přednášek.

Syllabus

English

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (11.05.2018)

1. Theoretical part

a) Introduction to crystallography - symmetry, point groups, anisotropy, lattice

b) Phase transitions and diagrams - pákové pravidlo, definition of phase transitions, type of phase diagrams, congruent and incongruent phases, peritectic reaction

c) Theory of crystallization - nucleation

d) Methods of single crystals growth - Czochralski method, Bridgman method, floating zone method-optical furnaces, growth from solutions

e) Single crystals processing- orientation, cleaning, annealing, cutting, polishing

2. Practical part - single crystal preparation

a) Floating zone (laser furnace) metallic and non-metallic materials (oxides)

b) FLUX method

c) Czochralski method

Discussion of advantages and disadvantages of various experimental methods of single crystal growth.

3. Excursion to companies deal with single crystal growth and processing (Crytur spol. s.r.o., On-Semiconductor…).

Czech

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (24.01.2018)

1. Teoretická část

a) Základy krystalografie- symetrie, bodové grupy, anizotropie, mříž

b) Fázové přechody a diagramy- pákové pravidlo, definice fázových přechodů, typy fázových diagramů, kongruentní a nekongruentní fáze, peritektická reakce

c) Teorie krystalizace-nukleace

d) Metody růstu krystalů Czochralského metoda, Bridgmanova metoda, zonální tavba-optické pece, růst z roztoků

e) Metody zpracování krystalů- orientace krystalů, čištění, žíhání, řezaní, leštění

2. Praktická část - příprava monokrystalů

a) Metodou zonální tavby (laserový ohřev) kovové a nekovové materiály (např. oxidy)

b) Metoda růstu z přesyceného roztoku

c) Czochralského metodou

Budou diskutovávány přednosti a vhodnost použitých metod pro různé typy materiálů.

3. Exkurze do firem zabývajících se růstem a zpracováním monokrystalů (Crytur spol. s.r.o., On-Semiconductor…).