În funcție de faza din care se cultivă cristalul, se disting patru metode de preparare a cristalelor:
2) Din faza lichidă
3) Din soluția hidrotermală
4) Cu ajutorul reacțiilor în faza solidă
Creșterea cristalelor din faza gazelor
Trei metode de obținere a cristalelor din faza gazoasă sunt cunoscute: prin sublimarea acestei substanțe, prin reacții chimice în reacțiile de transport gaze și chimice. Să luăm în considerare toate aceste metode.
sublimare
Dacă substanța are o presiune ridicată a vaporilor și se evaporă fără descompunere, cristalele sale pot fi obținute prin sublimare. Proiectarea instrumentală a metodei este diversă: sisteme de flux care utilizează gaz purtător inert; sisteme închise (de multe ori tuburi de cuarț etanșate), ambele evacuate și umplute cu gaz.
Substanța se evaporă în zona a și se condensează în zona b, unde aburul, datorită scăderii temperaturii, devine suprasaturat. Dacă gradientul de temperatură este mare și fluxul de materie este nelimitat, atunci se formează de obicei multe centre de cristalizare. Efectuarea unui cristal de semințe în asemenea cazuri nu este eficientă. Cu toate acestea, din multele embrioni formați la început, în procesul de creștere, unii îi depășesc pe ceilalți, astfel încât, ca rezultat, se obțin mai mulți cristale mari pe bază policristalină. În această versiune foarte simplă, sublimarea a fost utilizată pentru a crește cristalele de sulfură de cadmiu, oxid de zinc (în sisteme de curgere și închise) și carbură de siliciu (sisteme de flux).
Dezavantajul metodei constă în faptul că cele mai mari cristale în procesul de creștere se încadrează în zona fierbinte, iar creșterea lor în continuare încetează. Pentru a evita acest lucru, recipientul cu cristalul în creștere este mutat relativ la cuptor la o rată aproximativ egală cu rata de creștere a cristalului. Această metodă se numește "se întinde de la faza de vapori." Are avantajul suplimentar că cristalul crește la o temperatură constantă.
Reacții chimice în faza gazoasă
În zona fierbinte a vasului de reacție, poate apărea o reacție chimică dacă se introduc, separat sau împreună, componentele cristaline și compușii lor volatili. La o temperatură suficient de ridicată a acestei zone, atunci când vaporii se dovedesc a fi nesaturați în raport cu faza solidă care se formează, cristalizarea are loc pe părțile relativ reci ale sistemului.
Condițiile de creștere sunt similare cu cele menționate mai sus. Aplicarea acestei metode poate fi urmărită pe exemplul creșterii cristalelor de sulfură de cadmiu dintr-un amestec de hidrogen, cadmiu și hidrogen sulfurat. Dopajul se obține prin adăugarea unei componente de impurități la gazul purtător. Astfel s-au obținut cristale de sulfură de cadmiu dopate cu următoarele componente: galiu, indiu, argint, antimoniu, clor.
Așa cum s-a indicat, creșterea cristalului la o temperatură constantă și extinderea cristalului în creștere din zona fierbinte, aparent, face posibilă obținerea unor cristale mai omogene și mai mari. Cu toate acestea, această metodă nu a fost încă utilizată pentru a obține cristale unice.