图30-15 晶体生长
长期以来一个重大难题就是晶体如何才能合理生长。我们已描述过每一原子也许是在经过了反复试验之后才决定是否最好加入到晶体中去。但这就意味着每个原子必须找到一个能量低的地方。然而，被置在一个新的表面上的原子只受到来自其下面的一个或两个化学键结合，而不会具有与被放在一个角落里受到三面原子包围时所具有的相同能量。假设我们把一块正在生长的晶体想象为如图30-15所示的一堆木块。若试图把新的一块放置在比如A的位置上，它将仅有最终可能得到的六个邻居中的一个。既然缺少那么多的键，因此它的能量便不会很低。但若放在位置B上那就会好得多，那里已具备全部化学键的一半份额。晶体的确是通过把新的原子吸附在像B那样的位置上而生长起来的。
图30-15 晶体生长
然而，当这一行完成后又将如何呢？为开始新的一行，结果一个原子必须仅由两个附着的侧面来承担，而这又不太可能了。即使真的是这样，当全层结束了又该如何呢？怎能开始一个新的层呢？一个答案是：晶体喜爱在位错处生长，比如围绕一个如图30-14所示的那种螺型位错生长。当一些块块加到晶体之上时，总会有这样的地方，那里存在三个可资用的化学键。因此，晶体喜欢同内部的位错生长在一起。这种生长的螺旋形图样如图30-16所示，那是一块石蜡单晶的照片。
图30-16 一块曾围绕着一个螺型位错而生长起来的石蜡晶体