静电场作用下KDP和TGS单晶中子衍射增强现象的物理机理

本文提出了KDP和TGS单晶在静电场作用下中子衍射增强现象的物理机理。KDP和TGS都是质子导电晶体。外加直流电压后,晶体中电场有一空间分布。由于压电效应,相关的衍射晶面间距是空间坐标的函数,造成中子衍射增强。对衍射晶面间距为空间坐标函数的情况,导出了透射方式和反射方式的中子衍射强度公式,估计了非均匀的压电效应引起的中子衍射增强的量级,和实验相符。并对进一步验证上述机理提出了新的实验建议。顺便指出,对于α-LiIO₃,在静电场作用下其中子衍射增强,非均匀压电效应不是主要因素。并提出其可能的微观机制是:在非均匀电场作用下,缺陷(包括杂质)在晶体中有一空间分布,引起中子衍射增强。 关键词：     

静电场作用下α一LiIO_3单晶中子衍射增强现象的理论解释

本文根据(1)在偏振锥光下,用显微镜观察到α-LiIO_3单晶中层状缺陷在静电场作用下的变化;(2)静电场对a-LiIO_3单晶的X射线形貌象的影响;(3)用X射线双晶衍射测得α-LiIO_3单晶晶格参数的不均匀性,指出α-LiIO_3单晶在静电场作用下中子衍射增强现象是由于晶体中的空间电荷(载流子、杂质离子和空位)在宏观尺度缺陷处富集,造成晶格参数有一定梯度。我们对通常计算中子布喇格散射截面的玻恩近似,引入消光修正,得到畸变晶格中子衍射强度公式,可以解释文献[4—6]中观察到的各种现象。     

静电场作用下α一LiIO3单晶中子衍射增强现象的理论解释

本文根据(1)在偏振锥光下,用显微镜观察到α-LiIO₃单晶中层状缺陷在静电场作用下的变化;(2)静电场对a-LiIO₃单晶的X射线形貌象的影响;(3)用X射线双晶衍射测得α-LiIO₃单晶晶格参数的不均匀性,指出α-LiIO₃单晶在静电场作用下中子衍射增强现象是由于晶体中的空间电荷(载流子、杂质离子和空位)在宏观尺度缺陷处富集,造成晶格参数有一定梯度。我们对通常计算中子布喇格散射截面的玻恩近似,引入消光修正,得到畸变晶格中子衍射强度公式,可以解释文献[4—6]中观察到的各种现象。 关键词：     

α-LiIO_3单晶体在静电场作用下点阵常数的变化

本文用X射线双晶衍射平行排列(n,-n)的方法,观察了α-LiIO_3单晶体生长过程点阵常数a与c不规则的不均匀性以及在静电场作用下c的起伏现象。观测出在静电场作用下a与c的变化和沿电场方向晶体表面层存在点阵常数的梯度。从而,证明了l≠0的晶面在静电场作用下,中子衍射的增强是由于在z轴向点阵常数c存在梯度的观点。同时,(010)晶面中子衍射强度在同样静电场作用下不增强的实验事实,从本实验结果,可以认为是点阵常数a原有的不均匀性较大,掩盖了a的梯度所致。     

α-LiIO3单晶体在静电场作用下点阵常数的变化

本文用X射线双晶衍射平行排列(n,-n)的方法,观察了α-LiIO₃单晶体生长过程点阵常数a与c不规则的不均匀性以及在静电场作用下c的起伏现象。观测出在静电场作用下a与c的变化和沿电场方向晶体表面层存在点阵常数的梯度。从而,证明了l≠0的晶面在静电场作用下,中子衍射的增强是由于在z轴向点阵常数c存在梯度的观点。同时,(010)晶面中子衍射强度在同样静电场作用下不增强的实验事实,从本实验结果,可以认为是点阵常数a原有的不均匀性较大,掩盖了a的梯度所致。 关键词：     

α-碘酸锂的介电和导电行为

在沿c轴方向(以下简称c向)加静电场的作用下,测试频率为1OkHz时,测量了α-碘酸钾的表观介电系数ε′_c和ε′_a随同号电压V₊和异号电压V_-变化的特征曲线,确定了晶体中不存在类似于半导体的肖脱基阻挡层。当静电场加在c向上后,ε′_c变化的弛豫过程,与静电场作用下中子衍射强度增加的弛豫过程相似。实验观察到,这一晶体导电的载体主要是锂离子,并近似地具有在c向上一维电导性的特点。测出了c向电阻率ρ_c与V₊和V_-的特征曲线。     

静电场和压电振荡对α-碘酸锂等晶体中子衍射强度的影响

用中子衍射进行晶体结构的研究,是一个与常规的x射线结构分析方法各具特点、相辅相成的学科要[1].在通常情况下,被研究的晶体样品是处在自然状况下(室温,不加其他物理条件)的,但也有人作过晶体在特殊情况下(低温、高温、高压、磁场……等)的结构分析,目的是探索在这些特殊条件下晶体内部的变化规律.1960年间,在中国科学院原子能研究所自制的中子晶体谱仪上,曾试用过处在压电振荡(即超声振荡)下的石英单晶进行中子衍射,发现衍射中子束的强度可以由于晶体的振荡而成倍增长[2].这一现象在 1966年以后国外也有工作报导[3,4],1973年后,我们继续开…     

静电场作用下α-碘酸锂单晶的透光异常现象

实验观察到,沿α-碘酸锂单晶的z轴向施加静电场,能使晶体的透射光呈现异常分布。观察到此变化与所加的z向电场大小及其与晶体电正极面之相对取向有关,而与入射光源的相干性无关。同时注意到现象的形成落后于施加电压的弛豫效应。当施加y向电场时无此效应。     

一维离子导体α—LiIO_3中空间电荷涨落导致的光衍射现象的理论解释(Ⅰ) 各向异性模

实验观察到,在沿α-LiIO_3的c向加不太强的静电场后,当一激光束接近垂直于c轴地通过晶体后,会产生具有许多特异性质的广角幅衍射带。这时c向电流引起晶体内电荷密度涨落δρ(r)和伴随的内场δE(r),通过线性电光效应,导致介电张量δε_(ij)的涨落。根据实验事实,我们假定δρ(r)=δρ(x,y)与c向坐标z无关,因而在晶体中形成了各向异性的相位光栅。由此,推导出的衍射效应定量地或定性地解释了观测到的现象,包括:衍射光的偏振面转90°,衍射带强度分布的不对称性以及强度极小的存在及其角位置的确定;两种绝对构形的晶体产生的衍射带的不对称性呈现左右相反的关系;带的形状和其相对于透射光斑的位置的确定等。理论中没有引入任何参数,而且首次推定静场的电光张量元γ_(42)γ_(41)之比值为1.6。     

中子小角散射讲座：第一讲中子小角散射

中子小角散射是通过分析长波长中子(0.2—2 nm左右)在小角度内的散射强度来研究大小在几十到几千埃范围内的物质结构的一种专门的测量技术. 现在我们考虑波长为 0.1—1nm的一束中子,通过准直,使其发散度尽可能在 10-2ad以下.当这样的中子束照射在一样品上时,穿透样品的中子束强度衰减,同时在透射束的周围(大约为5°以下的角度范围内),出现了强度连续变化的散射中子,并没有产生通常的中子衍射图案,这种现象称为中子小角散射.它能给出比中子波长大几十、几百乃至上千倍大的尺度上的有关物质结构的信息. 散射样品中散射密度的不均匀,会产生中子…     

离子导体在离子输运状态下的物理特性

1974年杨桢等发现α-LiIO_3单晶在直流电场作用下,中子衍射强度显著增强现象后,引起了中国物理学家们的强烈兴趣。特别是中国科学院物理研究所的物理学家们研究了离子导体在静电场作用下的介电行为,X射线形貌图,光衍射,喇曼散射,超声衰减等等,观察到了许多新现象,并对这些现象的机制作了理论解释,本文将对这些实验和理论结果作一评述。     

离子导体在离子输运状态下的物理特性

1974年杨桢等发现α-LiIO_3单晶在直流电场作用下,中子衍射强度显著增强现象后,引起了中国物理学家们的强烈兴趣。特别是中国科学院物理研究所的物理学家们研究了离子导体在静电场作用下的介电行为,X射线形貌图,光衍射,喇曼散射,超声衰减等等,观察到了许多新现象,并对这些现象的机制作了理论解释,本文将对这些实验和理论结果作一评述。     

静电场作用下α-碘酸锂单晶的透射光异常现象的进一步观察

本文利用投影法、光学傅里叶频谱分析法和纹影法,对静电场作用下α-碘酸锂单晶的透射光场异常分布作了进一步观察。考察了z-切样品的透射光场的空间频谱随电压升高而改变的情况。利用高通滤波器进行滤波,观察到晶体的透射光的衍射效率与外加电压成线性关系,并与电场方向和晶体电正极面之相对取向有关,但是不依赖于入射光的偏振状态。消光比的测量表明,静电场的作用不改变光的偏振态。定量地记录了衍射效率随时间变化的弛豫过程。     

X射线形貌法观察空间电荷缀饰的α—LiIO_3单晶的缺陷

实验观察到:α-LiIO_3单晶在c向静电场作用下,与c轴平行的观察面上X射线衍射形貌图有明显的变化。去掉电场,形貌图又复原。此种变化和复原都有个弛豫过程。形貌图形的变化与外电压的极性和大小有关,而基本上与辐射波长无关。 静电场下,形貌图上显现的是空间电荷缀饰的晶体的宏观缺陷。即加静电场后,空间电荷在缺陷周围富集,增大了缺陷处的晶格畸变,使原来观察不到的缺陷显示了出来。     

一维离子导体α—LiIO3中空间电荷涨落导致的光衍射现象的理论解释(Ⅰ)——各向异性模

实验观察到,在沿α-LiIO₃的c向加不太强的静电场后,当一激光束接近垂直于c轴地通过晶体后,会产生具有许多特异性质的广角幅衍射带。这时c向电流引起晶体内电荷密度涨落δρ(r)和伴随的内场δE(r),通过线性电光效应,导致介电张量δε_ij的涨落。根据实验事实,我们假定δρ(r)=δρ(x,y)与c向坐标z无关,因而在晶体中形成了各向异性的相位光栅。由此,推导出的衍射效应定量地或定性地解释了观测到的现象,包括:衍射光的偏振面转90°,衍射带强度分布的不对称性以及强度极小的存在及其角位置的确定;两种绝对构形的晶体产生的衍射带的不对称性呈现左右相反的关系;带的形状和其相对于透射光斑的位置的确定等。理论中没有引入任何参数,而且首次推定静场的电光张量元γ₄₂γ₄₁之比值为1.6。 关键词：     

质子在α-LiIO_3单晶中的沟道效应研究

利用MeV能量的准直质子束,在不同的质子能量下,测定了α-LiIO_3单晶<001>向的轴沟道参数角度半宽度ψ1/2和产额极小值χ_(min)。在向静电场作用卞,首次观察到入射质子与表面处的Ⅰ原子沟道-背散射产额随电场作用时间而增加,并定量计算了表面无序Ⅰ原子数随静电场作用时间的关系。另外,入射质子与~7Li原子沟道-核反应[~7Li(p,α)~4He]产生的α粒子产额也随电场作用时间而增加。     

X射线形貌法观察空间电荷缀饰的α—LiIO3单晶的缺陷

实验观察到:α-LiIO₃单晶在c向静电场作用下,与c轴平行的观察面上X射线衍射形貌图有明显的变化。去掉电场,形貌图又复原。此种变化和复原都有个弛豫过程。形貌图形的变化与外电压的极性和大小有关,而基本上与辐射波长无关。静电场下,形貌图上显现的是空间电荷缀饰的晶体的宏观缺陷。即加静电场后,空间电荷在缺陷周围富集,增大了缺陷处的晶格畸变,使原来观察不到的缺陷显示了出来。 关键词：     

静电场作用下TGS单晶在相变点附近中子衍射的增强

硫酸三苷氨酸(triglycine sulfate,简称TGS)是典型的铁电晶类之一。它属于单斜晶系,在室温下呈铁电态,在临界温度Tc=49.72℃以上通过位移相变转化为顺电态。其空间群在相变前后分别为P_2_1及P_2_1/m。它在临界温度附近的各种特性如介电、压电、热容量等等均被详细研究过。我们在进行外场对中子衍射的影响的工作时观察到,TGS单晶在临界温度附近外加电场时可产生中子衍射的增强效应。     

在石墨薄膜中所观察到的一个平行位错列的分析

在应用电子显微镜透射技术直接观察晶体薄膜中的位错时,为了进一步了解所观察到的位错线的性质,应当在同一视场尽可能地改变成象条件进行观察,以便充分利用位错的衍衬效应,提供更多的有助于进行分析的素材。 一般的明场象,往往是在若干衍射光束同时参与成象的条件下得到的。因此,应用现有的只考虑一个强衍射束的衍衬理论对这种象进行分析时,有一定的困难。克服困难的途径有两种:(1)把样品倾斜,使其一衍射斑点的强度大大超过其它斑点的强度而在成     

质子在α-LiIO3单晶中的沟道效应研究

利用MeV能量的准直质子束,在不同的质子能量下,测定了α-LiIO₃单晶<001>向的轴沟道参数角度半宽度ψ1/2和产额极小值χ_min。在向静电场作用卞,首次观察到入射质子与表面处的Ⅰ原子沟道-背散射产额随电场作用时间而增加,并定量计算了表面无序Ⅰ原子数随静电场作用时间的关系。另外,入射质子与 ⁷Li原子沟道-核反应[⁷Li(p,α)⁴He]产生的α粒子产额也随电场作用时间而增加。 关键词：