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：     

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。     

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。     

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-LiIO_3单晶体在静电场作用下X射线双晶衍射的研究

本文用X射线双晶摄谱仪观察了α-LiIO_3单晶体的不同晶面在各种方式外加电压作用下,双晶衍射曲线半高宽W,最大反射系数k_B(0)以及积分反射能力R的变化。 对于k_B(0)随所加电压和加电压时间的改变有一最大值的现象,我们提出了α-LiIO_3单晶体在静电场作用下IO_3~-离子沿z轴移动和绕z轴转动的可能解释。     

α-LiIO_3单晶在低温下的超声衰减

α-LiIO_3具有优良的光学性质和较强的压电效应,在实际中有广泛的应用。对α-LiIO_3的大量研究工作中,发现在静电场作用下,它具有一系列的特殊性质:光衍射增强、中子衍射增强、介电常数增加以及“低温冻结”等。当α-LiIO_3单晶作为声学器件使用时,了解它的声学性质是很重要的。α-LiIO_3的电弹常数已经测得,本文的目的是测量国产α-LiIO_3的超声衰减的温度关系。     

静电场作用下α-碘酸锂单晶中子衍射的增强(Ⅱ)

在以前工作的基础上,继续作了以下的实验:(1)在低温条件下测定了α-碘酸锂单晶在静电场中的衍射情况,观察到在～180K以下出现“冻结”现象,即加上电场并不能使衍射增强,撤去原在室温所加的电场后衍射强度也并不减弱;(2)用狭束中子探测了加静电场后晶体的不同部位,观察到衍射增强是体效应而不是表面层效应;(3)测定了低频交变电场对晶体中子衍射强度的影响,衍射束增强的程度随频率的下降而加大,频率在1500Hz时衍射束的增强已不明显。     

静电场中的α-LiIO_3单晶沟道效应实验

自从杨桢等发现在静电场中α-LiIO3单晶的中子衍射[1]有异常现象以来,我国科学工作者对α-LiIO3相继进行了在静电场作用下的介电常数[2]、光的衍射[3]、X射线衍射[4]等方面的研究,都发现了不同程度的异常现象[5].理论工作者也进行了相应的研究.目前倾向性的看法是,认为这种异常     

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：     

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：     

交叉极化—α-LiIO_3单晶~7Li NMR线形的一种快速测量方法(英文)

非常纯净的α-LiIO_3单晶具有很长的自旋-晶格弛豫时间.本文讨论了外磁场下α-LiIO_3单晶的~7Li和~(127)I核能级,提出了利用交叉极化技术实现α-LiIO_3单晶~7LiNMR线形快速测量的一种方法,使测量时间缩短了三个数量级.     

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。     

H~ 对高压处理后的 β-LiIO_3转变为α相的作用

室温下经过不同的高压(最高为80kbar)作用后的β-LiIO_3的X射线衍射实验表明:1)受压后的β-LiIO_3在大气中发生的β→α相转变中,高压的作用是促使α相晶核形成。成核率N与压力P的关系接近于N∝e~(kp)(k=26.8/bar);2)受压力处理后的β-LiIO_3中的α相量在大气中的明显增加,可归结为大气中水分子在α相晶核表面上解离产生的氢离子引起了α晶核的迅速长大,这一论断受到了H~ 注入产生类似效应的支持。     

Ⅱ-Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射分析

本文报导了用计算机控制的衍射仪(CuKα辐射)测量的金属有机化学汽相沉淀(MOCVD)方法生长的Ⅱ-Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射曲线,观察到了超晶格结构的多级卫星峰,且卫星峰的强度随角度呈周期性变化.对这种卫星峰形成包络的衍射曲线,用X射线运动学衍射理论进行了分析和讨论,这种讨论有助于理解X射线衍射曲线中卫星峰的形成.同时用光致发光和包络峰宽度的方法估算了样品的结构参数.     

NaCl单晶非切割面晶面的X射线衍射

现有的德国莱宝X射线实验仪用默认的COUPLED模式仅能观察到NaCl单晶的(100)面衍射.同时按下TARGET,COUPLED和β-LIMIT键,可重新设置TARGET与SENSOR的测角零点,使用COUPLED模式扫描,可以观察到其他晶面的X射线衍射峰.实验观测到单晶中非切割面晶面的X射线的布拉格衍射现象,且通过增大Δt,能较显著地提高衍射谱线的分辨率,但在一定的Δt仅能观察到某些晶面的1级衍射,这表明在一定的晶面序数下高的衍射级数对衍射光强的削弱作用很强.     

静电场对α-LiIO_3单晶透射光的影响

沿α-LiIO_3单晶z轴向施加静电场。当沿z轴方向通光时,几乎观察不出晶体透射像的变化;当偏离z轴方向通光时,透射像上显现出一些花纹。本文还作了空间频谱分析,显微观察和光衍射。     

α-LiIO_3晶体的电子辐照效应

用透射电子显微镜观察了电子辐照对α-LiIO_3晶体结构的影响。α-LiIO_3经100keV能量中等强度的电子束辐照后,最初转变为γ-LiIO_3继而转变为Li_2O和另一种新的、可能是非化学比的Li—O化合物,称之新产物X。若用强电子束进行辐照,则α-LiIO_3迅速熔化。此时减弱电子束或停止辐照,均能使熔融物质凝固成上述新产物X,新产物X在电子束辐照下逐渐转变为Li_2O和金属锂。从新产物X转变为Li_2O的相变有一定程度的可逆性。此外发现,在电子束辐照下,α-LiIO_3单晶的结构变化有明显的各向异性。     

α-LiIO3单晶体在静电场作用下X射线双晶衍射的研究

本文用X射线双晶摄谱仪观察了α-LiIO₃单晶体的不同晶面在各种方式外加电压作用下,双晶衍射曲线半高宽W,最大反射系数k_B(0)以及积分反射能力R的变化。对于k_B(0)随所加电压和加电压时间的改变有一最大值的现象,我们提出了α-LiIO₃单晶体在静电场作用下IO₃^-离子沿z轴移动和绕z轴转动的可能解释。