Метод Вернейля бестигельный. Вещество в виде порошка (размер частиц 2—100 мкм ) из бункера 1 (рис. 3 ) через кислородно-водородное пламя подаётся на верхний оплавленный торец затравочного монокристалла 2, медленно опускающегося с помощью механизма 5 . Метод Вернейля — основной промышленный метод производства тугоплавких М.: рубина , шпинелей , рутила и др.

  В методе зонной плавки создаётся весьма ограниченная по ширине область расплава. Затем благодаря последовательному проплавлению всего слитка получают М. Метод зонного проплавления получил широкое распространение в производстве полупроводниковых М. (В. Дж. Пфанн, 1927), а также тугоплавких металлический М. молибден , вольфрам и др.

  Методы выращивания из раствора включают 3 способа: низкотемпературный (растворители: вода, спирты, кислоты и др.), высокотемпературный (растворители: расплавленные соли и др.) и гидротермальный. Низкотемпературный кристаллизатор представляет собой сосуд с раствором 1, в котором создаётся пересыщение, необходимое для роста кристаллов 2 путём медленного снижения температуры, реже испарением растворителя (рис. 4 ). Этот метод используется для получения крупных М. сегнетовой соли, дигидрофосфата калия (KDP), нафталина и др.

  Высокотемпературный кристаллизатор (рис. 5 ) содержит тигель с растворителем и кристаллизуемым соединением, помещенный в печь. Кристаллизуемое соединение выпадает из растворителя при медленном снижении температуры (раствор-расплавная кристаллизация). Метод применяется для получения М. железоиттриевых гранатов, слюды, а также различных полупроводниковых плёнок.

  Гидротермальный синтез М. основан на зависимости растворимости вещества в водных растворах кислот и щелочей от давления и температуры. Необходимые для образования М. концентрация вещества в растворе и пересыщение создаются за счёт высокого давления (до 300 Мн/м ² или 3000 кгс/см ² ) и перепадом температуры между верхней (T₁ ~ 250°C) и нижней (Т₂ ~ 500 °С) частями автоклава (рис. 6 ). Перенос вещества осуществляется конвективным перемешиванием. Гидротермальный синтез является основным процессом производства М. кварца.

  Методы выращивания М. из газообразного вещества: испарение исходного вещества в вакууме с последующим осаждением пара на кристалл, причём осаждение поддерживается определённым перепадом температуры Т (рис. 7 , а); испарение в газе (обычно инертном), перенос кристаллизуемого вещества осуществляется направленным потоком газа (рис. 7 , б); осаждение продуктов химических реакций, происходящих на поверхности затравочного М. (рис. 7 , в). Метод кристаллизации из газовой фазы широко используется для получения монокристальных плёнок и микрокристаллов для интегральных схем и др. целей.

  Выбор метода выращивания М. определяется требованием к качеству М. (количество и характер присущих М. дефектов). Различают макроскопические дефекты (инородные включения, блоки, напряжения) и микроскопические (дислокации , примеси, вакансии ; см. Дефекты в кристаллах ).

  Существуют специальные методы уменьшения числа дефектов в М. (отжиг, выращивание М. на бездефектных затравочных кристаллах и др.).

  При выращивании М. используются различные способы нагревания: омический, высокочастотный, газопламенный, реже плазменный, электроннолучевой, радиационный (в т. ч. лазерный) и электродуговой.

  Лит.: Бакли Г., Рост кристаллов, пер. с англ., М., 1954; Лодиз Р. А., Паркер Р. Л., Рост монокристаллов, пер. с англ., М., 1973; Маллин Дж., Кристаллизация, пер. с англ., М., 1966; Шубников А. В., Образование кристаллов, М. — Л., 1947; его же, Как растут кристаллы, М. — Л., 1935; Пфанн [В. Дж.], Принципы зонной плавки, в кн.: Германий, сб. переводов, М., 1955 (Редкие металлы), с. 92. См. также лит. при ст. Кристаллизация .

  Х. С. Багдасаров.

Рис. 3. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Вернейля: 1 — бункер; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — свеча; 5 — механизм опускания; 6 — механизм встряхивания.

Рис. 2. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Чохральского: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — механизм вытягивания.

Рис. 5. Схема высокотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — тигель.

Рис. 6. Схема автоклава для гидротермального синтеза: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — вещество для кристаллизации.

Рис. 7. Схема установки для кристаллизации из газовой фазы; пунктиром показано распределение температуры вдоль печи.

Рис. 4. Схема низкотемпературного кристаллизатора: 1 — раствор; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — термостат; 5 — мешалка; 6 — контактный термометр; 7 — терморегулятор.

Рис. 1. Схема аппарата для выращивания монокристаллов по методу Стокбаргера: 1 — тигель с расплавом; 2 — кристалл; 3 — печь; 4 — холодильник; 5 — термопара; 6 — диафрагма.

Монокультура

Монокульту'ра в земледелии (от моно... и лат. cultura — возделывание, развитие), 1) единственная с.-х. культура, возделываемая в хозяйстве. 2) Длительное, непрерывное (повторное) выращивание растений одного вида на одном и том же участке (поле, огород) без соблюдения севооборота (чередования культур). При М. ухудшаются физические свойства почвы, уменьшается содержание гумуса; почва односторонне истощается (например, длительное возделывание зерновых на одной и той же площади обедняет почву преимущественно фосфором, свёклы, картофеля — калием, бобовых — фосфором и кальцием), возникает эрозия почвы и т. п. Всё это резко (в 1,5—2 раза) снижает урожаи. Внесение удобрений лишь замедляет процесс. М. создаёт условия для интенсивного размножения приуроченных к возделываемой культуре сорных растений, вредных насекомых и возбудителей болезней. М. была характерна для отдельных районов капиталистического земледелия России, США, Канады и других стран в начальный период освоения новых земель, когда на одном месте несколько лет подряд сеяли, например, пшеницу, а затем участок забрасывали на много лет в залежь. В связи с интенсификацией земледелия от М. отказались (введение севооборотов).

  Лит.: Земледелие, под ред. С. А. Воробьева, 2 изд., М., 1972.

  В. Е. Егоров.