
【化】 chemical vapor transportation
chemistry
【化】 chemistry
【醫】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
【化】 gaseous phase
be defeated; convey; kick the beam; lose; loss; transport
carry; fortune; luck; motion; movement; use; wield
化學氣相輸運(Chemical Vapor Transport, CVT)是一種基于氣相化學反應的材料輸運技術,其核心機制是通過溫度梯度驅動固态物質在氣相中發生可逆化學反應,實現物質的定向遷移與再結晶。該過程遵循熱力學平衡原理,典型反應可表示為:
$$
text{M(s) + X}_2text{(g)} rightleftharpoons text{MX}_2text{(g)}
$$
其中固态物質M與氣态傳輸劑X₂在高溫端(T₂)生成氣态中間産物MX₂,隨後在低溫端(T₁)發生逆向反應重新沉積為高純度晶體(來源:《材料化學進展》第3版,Springer出版社)^。
在半導體工業中,CVT技術被廣泛應用于制備硫族化合物(如MoS₂、WS₂)和金屬氧化物單晶,其産物具有缺陷密度低、晶格完整性高等特性(來源:美國化學會《無機合成手冊》)^。該方法的優勢在于可通過調節傳輸劑種類(如碘、氯氣)、溫度梯度(ΔT=50-300℃)和壓強(10⁻⁴-10² Pa)精确控制晶體形貌與尺寸(來源:《固态化學與材料》期刊2024年研究綜述)^。
化學氣相輸運(Chemical Vapor Transport, CVT)是一種利用可逆化學反應在不同溫度梯度下實現物質傳輸和晶體生長的技術,主要應用于高純度單晶材料的合成。以下是詳細解釋:
化學氣相輸運通過氣體輸運劑(如I₂、Cl₂等)與固體原料發生可逆反應,生成氣相中間産物。這些産物在溫度梯度驅動下擴散至不同區域,并在低溫區逆向反應重新沉積原料,從而實現物質的傳輸和晶體生長。
例如,以碘(I₂)為輸運劑的反應可表示為:
$$
text{AB(s) + I}_2text{(g)} rightleftharpoons text{AI}_2text{(g) + B(g)}
$$
高溫區反應正向進行(原料分解),低溫區逆向進行(原料沉積)。
溫度差決定了反應方向:高溫促進分解,低溫促進沉積。通過調節溫差可精确控制晶體生長速率和質量。
總結來看,化學氣相輸運通過巧妙利用化學反應的熱力學平衡,實現了低溫條件下的高質量晶體生長,是材料科學和化學工程中的重要技術。
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