1. Epitassia in fase vapore (VPE) :
- In questa tecnica la crescita dei cristalli avviene a partire da una fase vapore. Un materiale sorgente viene riscaldato ad alta temperatura, creando un vapore che contiene i componenti cristallini desiderati.
- Il vapore si condensa quindi su un substrato riscaldato, dove cristallizza e forma sottili strati del materiale desiderato.
- Il VPE è comunemente utilizzato per produrre materiali semiconduttori, come l'arseniuro di gallio (GaAs) e il fosfuro di indio (InP).
2. Epitassia da fascio molecolare (MBE) :
- MBE è una tecnica di crescita in cui i cristalli si formano depositando singole molecole o atomi su un substrato in modo altamente controllato.
- Questo metodo utilizza fasci molecolari o atomici generati da fonti o composti elementari. I raggi sono diretti verso il substrato, dove si condensano e cristallizzano strato dopo strato.
- MBE consente un controllo preciso della struttura cristallina, della composizione e del drogaggio, rendendolo adatto alla fabbricazione di dispositivi a semiconduttore di alta qualità.
3. Deposizione chimica da vapore (CVD) :
- CVD è un processo in cui i cristalli si formano mediante reazioni chimiche tra specie gassose e una superficie solida.
- Un gas precursore contenente i componenti cristallini desiderati viene introdotto in una camera di reazione, dove reagisce con la superficie del substrato.
- I prodotti della reazione formano lo strato cristallino sul substrato. Il CVD è ampiamente utilizzato nell'industria dei semiconduttori, nonché nella produzione di rivestimenti ottici e altri materiali funzionali.
4. Processo Sol-Gel:
- Il processo sol-gel prevede la formazione di una sospensione colloidale (sol) di precursori metallici o ceramici in un mezzo liquido.
- Il sol viene quindi trasformato in uno stato gelatinoso attraverso reazioni di idrolisi e condensazione.
- Il riscaldamento del gel porta ad ulteriori reazioni di condensazione e alla formazione di una rete porosa. Alla fine, il gel si trasforma in un materiale cristallino dopo un ulteriore trattamento termico.
- Il processo sol-gel consente la sintesi di vari tipi di materiali ceramici e di ossidi metallici, inclusi film sottili, polveri e fibre.
5. Sintesi idrotermale:
- La sintesi idrotermale è un processo in cui i cristalli vengono coltivati in una soluzione acquosa a temperature e pressioni elevate.
- La soluzione contiene nutrienti disciolti che forniscono gli elementi costitutivi per la crescita dei cristalli.
- La sintesi idrotermale viene spesso utilizzata per coltivare cristalli grandi e di alta qualità di vari minerali, pietre preziose e altri materiali inorganici.
Queste tecniche di cristallizzazione non classiche forniscono un controllo preciso sulla struttura, sulla composizione e sulle proprietà dei cristalli, consentendo la sintesi di materiali avanzati per varie applicazioni tecnologiche.
