溶液、熔体中负离子配位多面体生长基元的分布与缔合

根据对晶体生长溶液、熔体拉曼光谱的测试结果,剖析了溶液和熔体中负离子配位多面体的分布及其缔合过程,总结出了不同过饱和溶液和不同过冷度熔体中负离子配位多面体生长基元的缔合形式和维度的规律.在靠近晶体的边界层处已出现与晶体结构相同或相似的大维度生长基元.实验表明,生长基元的分布和缔合与溶液过饱和度和熔体过冷度密切相关,从而提出用拉曼光谱进行实时监控,寻找最佳生长物化条件,优化晶体生长边界层的厚度和大维度生长基元的数量,为选择最佳工艺条件提出理论依据.     

晶体生长溶液、熔体结构与生长基元

根据喇曼光谱、红外光谱测试了晶体生长的水溶液、溶剂和熔体的结构,并且在水热条件下进行了外加直流电场的实验,证实了晶体生长基元为负离子配位多面体,在不同的温度和溶液浓度条件下,负离子配位多面体相互联结成不同结构形式和不同维度的生长基元(聚集体),不同维度的生长基元往晶体各个面族上的叠合速率是各不相同的,表现在同一种晶体在不同的生长条件下,其结晶形态可以各不相同,由此进一步阐述了负离子配位多面体生长基元理论模型的合理性.     

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构(Ⅲ)

本文用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了多型性晶体表面螺旋结构的形成,提出在多型性晶体中配位多面体呈层状分布,配位多面体的面为层的边界,上、下层负离子配位多面体不是呈镜象对称的,在三方晶系和六方晶系的晶体中是沿晶轴a、b错开,上、下两层负离子配位多面体体呈交叉对应,从而达到稳定平衡.晶轴c与负离子配位多面体高次对称轴平行,配位多面体往界面叠合是绕着c轴转动的,其叠合轨迹为螺旋或同心环结构.从多型性晶体螺旋结构的规律性可以看出,晶体生长基元为负离子配位多面体,由于负离子配位多面体的面与呈现螺旋结构的晶面平行,所以生长速率慢,是一个显露面积大的稳态面.螺旋结构只是在该面族上显露.     

负离子配位多面体生长基元和晶体形貌

本文运用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了负离子配位多面体在异质同构和同质异构晶体中的结晶方位和其形态之间的关系,发现晶体的生长习性与负离子配位多面体在不同面族上相互联结的稳定性密切相关.负离子配位多面体以顶角相联最稳定,以边相连次之,以面相连最不稳定.同时,本文用负离子配位多面体生长基元理论模型对极性晶体ZnO和ZnS的生长习性也做了一定的解释.     

晶体表面结构和负离子配位多面体生长基元

本文讨论了晶体表面结构和负离子配位多面体结晶方位的关系.指出了晶体表面结构,显示了负离子配位多面体在晶体生长过程中的结晶轨迹.因此,运用负离子配位多面体生长基元理论模型,晶体的生长机制可以通过对晶体表面结构的分析得以解释.     

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构(Ⅰ)水晶(SiO2),闪锌矿(ZnS),碘化镉(CdI2)

本文用负离子配位多面体生长基元理论模型研究了水晶(SiO2)、闪锌矿(ZnS)和碘化镉(CdI2)晶体表面结构的形成,指出晶体的表面结构是负离子配位多面体在晶体表面的迭合轨迹,把晶体的表面结构与内部结构由表及里的有机联系起来.     

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构（Ⅲ）：多型性晶体表面螺旋结构的形成：碳化硅（SiC） 、石墨（C）、云母[KMg3（A1Si3O10）]（OH,F）2,碘化镉（CdI2）、氯化镉（CdCl2）

本文用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了多型性晶体表面螺旋结构的形成,提出在多型性晶体中配位多面体呈层状分布,配位多面体的面为层的边界,上,下层负离子配位多面体不是镜象对称的,在三方晶系和六方晶系的晶体中是沿晶轴a,b错开,上,下两层负离子配位多面体体呈交叉对应,从而达到稳定平衡。晶轴c与负离子配位多面体高次对称轴平行,配位多面体往界面叠合是绕着c轴转动的,其叠加轨迹为螺旋或同心环结构。从多型性晶体螺旋结构的规律性可以看出,晶体生长基元为负离子配位多面体,由于负离子配位多面体的面与呈现螺旋结构的晶面平行,所以生长速度慢,是一个显露面积大的稳态面。螺旋结构只是在该面族上显露。     

晶体中正负离子半径比(R+/R-)与晶胞和结晶形态

本文研究了AB型晶体中正负离子半径比(R+/R-)与晶胞和单形的显露以及硅酸盐系列晶体中的络阴离子结晶方位和对称分布与晶体的形貌的密切相关性,从中找出与结晶形态的相关性.提出晶胞界线是以负离子配位多面体的面、棱和角为界面而划分的;晶体中负离子配位多面体的对称性与晶体形态的对称性是对应一致的.由此进一步阐明了组成晶体结晶形态的结构基元是负离子配位多面体.     

晶体中负离子配位多面体结晶方位、形变与晶体压电、铁电性

本文研究了压电、铁电晶体中负离子配位多面体的结晶方位与形变,提出了压电晶体中同一种负离子配位多面体的结晶方位是一致的.在铁电晶体中,负离子配位多面体发生形变,伴随着晶体发生顺电-铁电相变,并从这一基本过程出发,对铁电体相变的形成机理进行了讨论.     

负离子配位多面体生长基元与枝蔓晶的形成

本文运用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了KNbO3,β-SiO2和雪花枝蔓晶的形成机理,提出了枝蔓晶的结晶形态和对称性与晶体中的负离子配位多面体相互联结时的稳定方面密切相关.枝蔓晶是在远离晶体生长平衡态的条件下,以负离子配位多面体为生长基元,相互按照最稳定的联结方位延伸的.     

BaY2F8晶体生长基元与结晶机理的探讨

本文通过对BaY2F8晶体结构的分析,从晶体的生长基元为负离子配位多面体理论出发,对自然冷却条件下BaY2F8晶体自发结晶习性进行了研究,提出了以Ba2+为中心的近八配位十二面体和以Y3+为中心的近八配位十二面体是晶体生长的基元.并根据自发结晶的BaY2F8的XRD,说明了BaY2F8晶体的{200}、{130}、{021}、{330}、{-111}、{111}、{221}、{002}等面族比较发育的原因.本文证实了仲维卓的负离子配位多面体理论对BaY2F8晶体生长的适用性,并对探索新的BaY2F8单晶生长方法有参考作用.     

Relationship between density,viscosity and structure of GeO2 melts at low and high pressures

A correlative study of the viscosity, density and structure of GeO₂ melts has been carried out at low and high pressures. It is observed that under isothermal (1425°C) conditions the viscosity decreases from 6.0 × 10³ poise at 1 bar to 1.2 × 10³ poise at 9.5 kbar. The maximum variation in the density of quenched GeO₂ glasses is from 3.62 ± 0.02 g cm^?3 for glass formed from a liquid quenched at 1 atm and 1425°C to 3.95 ± 0.04 g cm^?3 for glass formed from a liquid quenched at 18 kbar and 1700°C.The similarity of the Raman spectra of GeO₂ melt quenched at 1 atm (1425°C) and at 18 kbar (1700°C) implies that the scattering units in GeO₂ glasses quenched at low and high pressures are the same. The intensity of the Rayleigh tail, however, decreases in glasses quenched at successively higher pressures, the structure apparently becoming more ordered with increasing pressure. The Raman spectra of the GeO₂ polymorphs with quartz and rutile structures, crystallized at 1150°C and at 4 and 6 kbar, respectively, are distinct because of the difference in Ge coordination, resulting in a large difference in the frequency and intensity of the GeO symmetric stretching mode in the two polymorphs. A comparison of the Raman spectra of GeO₂ glasses with those of crystalline GeO₂ polymorphs shows that the local ordering in GeO₂ glass is similar to that of hexagonal GeO₂ in which Ge is tetrahedrally coordinated.The decrease in the viscosity of GeO₂ melt with increasing pressure cannot be attributed to a pressure-induced coordination change [1]. More likely, there is a systematic change in the nature of the GeO bond with increasing pressure. The increase in the degree of local ordering in GeO₂ melts quenched at high pressures does explain the progressive increase in melt density.     

氢氧化镁晶须的制备及其生长机理探讨

以Mgcl2和NaOH为原料,采用直接沉淀法制备氢氧化镁晶须.研究了添加不同晶控剂对氢氧化镁晶须生成的影响,同时对添加硬脂酸锌制备氢氧化镁晶须的工艺进行研究.采用扫描电子显微镜和粒度分析仪对产品进行表征.结果表明,硬脂酸锌和氯化铁对氢氧化镁晶须的生成具有导晶作用;所得产品为长径比10.7的氢氧化镁晶须.采用负离子配位多面体生长基元理论可以有效地解释氢氧化镁晶须的生成.     

数值模拟自然对流对直拉单晶硅的影响

在直拉单晶硅生长的过程中,自然对流对晶体界面的形状、温度场及应力分布影响很大。本文采用二维模型对熔体内自然对流对单晶硅的影响作了数值模拟,在低雷诺数时采用层流模型,高雷诺数时采用紊流模型,Gr的变化范围从3×106到3×1010,这样涵盖了从小尺寸到大尺寸的直拉单晶硅生长系统。数值结果表明熔体的流动状态不仅与熔体的Gr有关,还与熔体高度和坩埚半径的比值密切相关。当Gr>108时,熔体内确实存在紊流现象,层流模型不再适合,随着Gr的增大,紊流现象加剧,轴心处的等温线变得更为陡峭,不利于晶体生长。     

Ca3NbGa3Si2O14晶体的拉曼散射及密度泛函研究

根据空间群理论(SPT)计算了Ca3NbGa3S i2O14晶体(简称CNGS)的拉曼光谱,并测量了CNGS的室温拉曼光谱。根据晶体结构,构造了两个团簇(Ca3NbGa2S iO12,Ca3NbGaS i2O12),利用密度泛函理论(DFT)对拉曼光谱进行了计算和模拟。结果表明理论与实验非常吻合,CNGS良好的压电性起源于两个团簇大的极化率各向异性。     

Er3+:NaY(Wo.9Moo.1O4)2晶体的生长及光谱性能

采用提拉法(CZ法),生长出质量良好的Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体.通过X射线粉末衍射,红外光谱分析,并与NaY(WO4)2相比较,得到Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体的结构与NYW类似,仍为四方晶系的白钨矿结构,I4(1)/α空间群.测定了晶体的实际组成,得到晶体中各元素均按理论值进行掺杂,计算了掺杂离子的分凝系数约为1.15.在光谱性质上,测试了晶体的吸收光谱,及晶体在50～1000cm-1波数范围内的拉曼光谱,并计算了各吸收峰的半峰宽及吸收系数A.     

熔体过冷度对透辉石晶体形貌、成分及过渡层性质的影响

在不同过冷度条件下,硅酸盐熔体结晶得到了透辉石晶体含量合适的样品.实验结果表明透辉石晶体形貌的自形程度随过冷度增加而降低.拉曼光谱分析显示晶体的特征谱峰半高宽随过冷度增加而变宽,拉曼光谱还显示出晶体结构继承玻璃结构的特征.运用电子探针详细分析了透辉石晶体及其生长界面附近成分变化的特点,发现存在约几到十几微米厚的过渡层,并且透辉石晶体成分随过冷度增大Al元素进入到晶体的含量也增加,同时Al元素与Mg元素在结晶过程中的协同作用较强.     

提拉法生长镓酸锂晶体及缺陷研究

研究了提拉法生长的镓酸锂单晶的生长习性和结晶质量.晶体表面呈乳白色且表面粗糙.通过光学显微镜、四晶X射线衍射、透射光谱和电感耦合等离子体发射光谱对样品进行了表征,结果表明,在(001)面的抛光样品上存在三种缺陷: [110]和[-110]方向的十字线、[010]方向排列的气泡包裹物以及平行于(010)面的界面,界面的产生起因于(010)晶面的滑移;晶体的结晶质量从顶部到底部逐渐下降,这是由于在生长过程中氧化锂的挥发导致熔体成分偏离化学计量比造成的.