水热法合成Zn1-xMnxO：Sn和Zn1-x-yMnxCoyO：Cu晶体的磁性

本文采用水热法,以ZnO为前驱物,添加适量的MnCl2·4H2O、SnCl2·2H2O和MnCl2·4H2O、CoCl2·6H2O、CuCl2·2H2O,3 mol/L KOH作矿化剂,430℃反应24 h,分别合成了Zn1-xMnxO:Sn晶体和Zn1-x-yMnxCoyO:Cu晶体.用扫描电镜(SEM)对合成物形貌进行分析,结果表明,Zn1-MnxO:Sn晶体为六棱柱状晶体,直径约为10 μm,较大面积显露正极面c{0001},同时也显露负极面-c{0001}、正锥面p{1011}、负锥面-p{1011}和柱面m{1010}.Zn1-x-yMnxCoyO:Cu晶体也显露负极面-c{0001}、正锥面p{1011}、负锥面-p{1011}和柱面m{1010},{0001}显露面小于{0001}.X射线能谱(EDS)分析表明晶体主要成分为ZnO,Mn2 、Co2 离子掺杂量超过2%;SQUID磁性测量显示所合成晶体在25 K具有反铁磁特征,高温为顺磁性.     

碱土金属离子对ZnO极性生长的影响

本文采用水热法,以3mol/L KOH为矿化剂,填充度35%,温度430℃,通过添加适量比例的MgCl2.7H2O和CaO,合成了非极性生长的ZnO晶体。当Mg2 :Zn2 =2%和Ca2 :Zn2 =2~3%时,晶体c轴方向生长速度明显减弱,{0001}方向的极性生长得到控制,所合成的晶体大面积显露正极面 c{0001},同时显露负极面-c{1001-}、正锥面 p{101-1}、负锥面-p{101-1-}和柱面m{101-0}。X光能谱(EDS)没有检测到晶体中含有碱土金属离子。     

水热法α-Al2O3自发结晶和形态控制

本文研究了高温高压水热法合成α-Al2O3晶体的形态特征.在水热条件下,α-Al2O3的晶体形态和合成温度、矿化剂浓度有密切关系.当KOH浓度和温度较低时(如0.1M KOH,390℃),显露c{0001}、a{11-20}、r{01-12}、n{11-23}晶面.随着矿化剂浓度和温度的提高,晶体r{01-12}和n}11-23}面的显露面积越来越小,直到完全消失(如2MKOH,400℃),晶体只显露底面c{0001}、和柱面a{11-20},呈六棱柱形.     

Sn掺杂对ZnO晶体形貌和磁性的影响

采用水热法,在ZnO中添加SnCl2.2H2O作前驱物,3M KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35%,反应24h,合成了掺杂Sn的ZnO晶体。当前驱物中添加SnCl2.2H2O可以明显影响部分晶体形态,使正极面c轴方向的生长速度受到抑制,较大面积显露正极面c{0001},同时也显露负极面-c{000 1}、正锥面p{10 10}、负锥面-p{101 1}和柱面m{10 10}。磁性测量结果显示Sn可微量掺入ZnO晶格中,且呈现顺磁性特征。X射线衍射和X光荧光能谱分析表明,SnCl2.2H2O的添加量较大时,还伴随生成金红相SnO2棒状晶体。     

水热合成奇异形态的ZnO晶体

本文采用水热法,以3mol/L KOH为矿化剂,填充度35;,温度430℃,在Zn(OH)2中添加SnCl2·2H2O,添加量为Sn2+:Zn2+=2;条件下,合成出ZnO晶体.产物中除了大量短六棱柱形晶体外,还出现了部分冰激凌形晶体.六棱柱形晶体具有典型的ZnO特征,显露正极面c{0001}、负极面-c{000-1}、柱面m{10-10}、正锥面p{10-11}和负锥面-p{10-1-1}.而冰激凌形晶体有明显的六棱锥晶体外壳,X光能谱(EDS)检测证实晶体各部位的组分均为ZnO.     

In掺杂对水热法合成ZnO晶体形貌的影响

本文采用水热法,在ZnO中添加In2O3为前驱物,3mol/L KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35;,反应24h,制备了掺In的ZnO晶体.未掺杂In2O3合成的纯ZnO晶体呈六棱锥状,显露负极面-c{0001}、六棱锥面+p{1011}和-p{1011},一般不显露{0001}面.前驱物中掺杂In2O3所合成的ZnO晶体呈六角片状,直径约为5～20 μm,大面积显露{0001}面,另外还显露正锥面+p{1011}、负锥面-p{1011}和负极面-c{0001}.由此可见In掺杂可以明显的改变晶体的形态,使c轴极性快速生长趋向得到明显改善,有利于降低晶体生长缺陷.当采用ZnO晶片为籽晶时,通过水热反应在晶片上生长了一层掺In的ZnO薄膜,通过Hall参数测量得到晶体膜层的电子迁移率约为22cm2/(V·s),载流子浓度约为2×1020 cm-3,具有良好的导电性,同时也说明In可以微量掺入氧化锌晶体.     

常压化学气相输运法合成Zn1-xCoxO晶体

本文采用高温化学气相输运法,温度970℃,在蓝宝石和石英基片上制备Zn1-xCoxO晶体.电子扫描显微镜(SEM)观察发现,蓝宝石晶片上的晶体形貌较SiO2 晶片上的规整,晶体呈现六棱柱或六棱锥体,一般显露柱面m{101-0}、正锥面p{101-1}、负极面c{0001-}和正极面c{0001},晶体表面光滑.在石英基片上得到的Zn1-xCoxO晶体生长的棱面较模糊,基片的部分晶体非定向密集生长,连续形成薄膜结构.X衍射证实晶体为ZnO纤锌矿结构.X光能谱﹙EDS﹚测量表明 ZnO 晶体有钴离子的存在,且浓度随原料中的Co2O3:ZnO的比值增大而增加 .     

Ti,Fe离子掺杂对水热法合成蓝宝石晶体的影响

本文研究了掺杂Fe、Ti离子对水热条件下合成α-Al2O3晶体的颜色和晶体形态的影响.在较低温度(430℃)和较低压力(40MPa)下合成出了蓝色刚玉晶体.在未掺入其他的离子时,水热反应生成透明α-Al2O3六棱柱形晶体.当在反应介质中加入FeSO4*7H2O时,水热反应生成黑色α-Al2O3晶体,晶体呈六棱柱体.加入FeSO4*7H2O和TiCl3时,生成的蓝色宝石晶体显露高指数晶面,晶体长度300μm,另外还生成大量的薄水铝石晶片.加入FeSO4*7H2O和TiCl4时,蓝宝石晶体显露底面{0001},柱面{1120},和菱面{1123},最大的孪晶长度为200μm,最小的晶粒只有2μm;同样有大量的薄水铝石晶片生成,还伴生有少量针状TiO2金红石晶体.     

水热法合成氧化锌晶体

本文采用水热法,通过改变矿化剂浓度,合成了具有不同晶体形态的氧化锌晶体.在430℃,填充度为35;,矿化剂浓度为1M KOH时,只合成了氧化锌微晶.氧化锌晶体的长度为几百纳米到几微米,晶体形状为六棱锥体.当矿化剂为3M KOH或2M KOH、1M KBr时,合成了高质量的氧化锌晶体.反应 24h后,合成的最大晶体长度(c轴方向)超过1mm,晶体呈单锥六棱柱体,显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面o面{0001}.另外还生成多种不同形态的微晶体,最小几微米,中等的几十微米,为六棱锥体,显露锥面p{1011}、负极面o面{0001},没有显露柱面.     

Mn、Cu共掺ZnO磁性的研究

本文采用水热法,分别以ZnO、Zn(OH)2为前驱物,添加一定量的MnCl4.4H2O和CuSO4.2H2O, 3mol/LKOH作矿化剂,温度430℃,填充度35%,反应24h,制备了Mn、Cu共掺ZnO晶体。当前驱物为Zn(OH)2时,所得晶体大部分为短柱状晶体,显露正负极面{0001}、{0001-}、负锥面-p{101-1-}和柱面m{1-010},长度约为30 ～50μm。少部分晶体为单锥六棱柱状,显露正锥面p{101-1},柱面m{1-010},负极面-c{0001-},晶体的长度约为100μm,长径比为5:1。当ZnO用作前驱物时,短柱状晶体长度大约为10 ～30μm,晶体的六棱对称性都出现较大的偏差。X射线荧光能谱分析表明,前驱物为ZnO、Zn(OH)2时,Mn离子含量在分别为3.19%和1.62%原子分数,没有检测到Cu离子。虽然Mn、Cu离子的掺入会明显影响晶体形态,磁性测量显示掺杂Mn、Cu的ZnO仍为反铁磁。     

LiOH矿化剂对水热合成ZnO晶体形貌的影响

本文研究了在430℃,填充度为35用了3mol/L,5mol/L LiOH做矿化剂,所获得晶体均为10μm以下的微晶.当矿化剂为1mol/L LiOH和1mol/L KBr时,所获得晶体同样为几微米的微晶,显露完整的正极面{0001}、负极面{0001}、锥面{1011}和柱面{1010}.矿化剂为3M LiOH和3M KBr时,出现个体较大的晶体,直径超过100μm,显露正极面{0001}、正锥面{1011}和柱面{1010},负极面出现缺损现象.由此说明和K+相比溶液中的Li+不利于生成大尺寸ZnO晶体.     

In和过渡金属离子共掺杂对ZnO晶体形貌的影响

采用水热法,KOH作矿化剂,在ZnO前驱物中添加适量的CoCl2·6H2O,FeCl2·4 H2O,NiCl2·6H2O,In2O3,其中Co:In:Zn,Fe:In:Zn,Ni:In:Zn 分别为5:1:100,5:1:100,3:1:100.3 mol/L KOH作矿化剂,温度430 ℃,填充度35;,反应24 h,制备了In和过渡族金属离子共掺的ZnO晶体.结果表明,掺杂In2O3时,所合成的过渡族金属离子掺杂的ZnO晶体均呈现六角片状晶体,晶体形貌规则,表面光滑,直径为5～10 μm.和未掺杂In的晶体相比,掺杂In后,晶体c轴极性生长速度得到明显的控制,a、b轴方向生长速度提高,大面积显露+c{0001}、负极面-c{0001}面,另外还显露正锥面+p{1011}、负锥面-p{101-1-}.     

水热法合成Zn1-xMnxO稀磁半导体

本文采用水热法在430℃,以3mol%.L-1KOH作矿化剂,填充度为35%,反应时间24h,合成了Zn1-xMnxO稀磁半导体晶体。所合成晶体具有ZnO纤锌矿结构,晶面显露正极面{0001}、负极面{0001}、菱面{1011}及负菱面{1011}晶体高度为5~30μm,径高比约为2:1。X荧光能谱(EDS)显示Mn原子百分浓度为2.6%(x=0.026)。晶体呈现低温铁磁性,居里温度50K。     

水热法合成α-Al2O3晶体的晶面形态

本文研究了高温高压水热法合成α-Al2O3晶体的形状和表面形态.原料为Al(OH)3,矿化剂的浓度为1M KBr、0.1 M KOH,填充度35;, 温度388℃时,可部分自发生成α-Al2O3晶体.温度超过395℃以上,可全部转化成α-Al2O3晶体,晶体形状为六棱柱体,显露底面{0001}和柱面{21 10}、{1120}、{1210},晶体的表面呈现阶梯.在矿化剂为1M KOH,填充度35;,温度为380℃时,部分自发生成α-Al2O3晶体,晶体的底面{0001}和柱面{1120}消失,呈现双锥形;当温度达到395℃时,可全部转化成α-Al2O3晶体,晶体呈双锥形,晶面呈条状阶梯形;温度达到405℃以上,晶体又呈现六棱柱体.     

水热法合成Mnx Zn1-xO微晶体

本文采用水热法合成了MnxZn1-xO晶体,水热反应条件为3mol·L-1KOH作为矿化剂,填充度为35;,温度为430℃,在Zn(OH)2中添加一定量的MnO2为前驱物,反应时间为24h.通过X射线能谱仪测量了晶体中的Mn含量,随着前驱物中MnO2含量的增加,晶体中Mn的原子百分比随着增加,Mn最大原子百分比含量超过了2;,晶体的形貌具有纯ZnO晶体的六角柱形特征.显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}和正极面{0001}.晶体直径为50～200μm,高度为20～100μm.     

不同矿化剂对水热法生长的ZnO晶体发光的影响

采用水热法,以3 mol/L KOH为矿化剂,填充度35%,温度430℃,前驱物Zn(OH)2,比较研究了三种矿化剂条件下合成晶体的形貌和发光性能。三种矿化剂条件分别为样品1,3 mol/L KOH;样品2,3 mol/L KOH,1 mol/LLiOH;样品3,3 mol/L KOH,CaO∶Zn(OH)2=2%(物质的量百分比)。添加适量比例的LiOH或CaO,合成了非极性生长的ZnO晶体,晶体c轴方向生长速度明显减小,所合成的晶体大面积显露正极面c{0001},同时显露负极面-c{0001}、正锥面p{101}、负锥面-p{10}和柱面m{100}。只添加KOH或辅助添加LiOH时,合成晶体的发光光谱中只有可见光谱,无紫外线带边跃迁发光谱,说明晶体缺陷发光中心较多。添加CaO时合成晶体的发光光谱中有较强的紫外带边跃迁发光,说明晶体缺陷发光中心减少。     

BGO熔体急冷自发结晶形貌

本文研究了BGO熔体在急冷的条件下自发结晶的显露形貌.在急冷的条件下,组成BGO的各个面族自由发育.{321}面族、{211}面族和{111}面族都是按[GeO4]4-四面体以顶角相连的化学键链生长发育的,生长速度快,优先显露,在熔体急冷时保留下来.表面形貌显露不完整的{100}面族是[GeO4]4-四面体以棱相连所对应的面族,生长速度较慢,尚未显露完全熔体就已冷却.从生长速度考虑,在实际生长晶体时以[321]、[211]、[111]方向生长可以获得较快的速度.     

高温相偏硼酸钡(α-BaB2O4)晶体的缺陷行为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因.在(001)面发现生长扇界和亚晶界,而在(100)面和(120)面分别观察到了位错、位错簇以及针状包裹体.使用双晶衍射实验发现在(001)面有生长条纹,这些生长条纹呈环形,该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速率波动有关.运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑,表明晶体为三方结构.     

Co、Sn共掺杂ZnO晶体的制备及其磁性

采用6 mol/L KOH作为矿化剂,SnO2、CoCl2和ZnO按物质的量比为0.02∶0.5∶1的比例混合作为前驱物,填充度70;,温度430℃,时间24h,采用水热法制备出Co、Sn元素掺杂的ZnO晶体.Sn元素掺杂明显改变了晶体的极性生长特征,较大面积的显露正极面c｛0001｝面,还显露柱面m{l0l0｝、正锥面p{1011｝、负锥面｛1011｝和负极面｛0001｝以及正锥面{1012｝和负锥面{1012｝,晶体长度约为50 μm.经过EDS测量表征,发现制备的ZnO单晶中Co元素的含量达到10.89at;,生成物中出现少量Co氧化物,SQUID测量表明样品主要表现为顺磁性.     

高温相偏硼酸钡（α—BaB2O4）晶体的缺陷钎为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因。在（001）面发现生长扇界和亚晶界，而在（100）面和（120）面分别观察了位错，位错簇以及针状包裹体。使用双晶衍射实验发现在（001）面有生长条纹，这些生长条纹呈环形，该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速度波动有关。运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑，表明晶体为三方结构。