钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景.本文从大量的实验中总结出生长高质量BGT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出φ18mm×15mm的BCT晶体.通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外-可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究.     

ACRT-Te溶剂法生长的ZnTe∶Cr晶体的光谱性能

采用改进的ACRT-Te溶剂法制备了ZnTe∶ Cr晶体,并对晶体的光谱特性进行了表征.紫外-可见-近红外透过光谱分析表明,晶体在800 nm和1790 nm处出现了与Cr2+有关的强吸收,并在570 ～ 750 nm范围内存在与Zn空位有关的吸收.低温光致发光(PL)谱分析表明,晶体在530 nm附近和595 ～ 630 nm之间出现近带边(NBE)发射和自激活(SA)发射.进一步分析表明,NBE发射由受主束缚激子(A1,X)峰、电子-受主对(e,A)峰和施主-受主对(DAP)发光峰组成.利用Arrhenius公式对变温PL谱上的NBE峰进行拟合,得出样品在低温(＜50 K)和高温(＞50 K)时的热猝灭激活能分别为3.87 meV和59.53 meV.红外荧光谱分析表明,ZnTe∶ Cr晶体的室温荧光发射带为2～2.6 μm,荧光寿命为1.0 ×10-6s.     

高温超导衬底材料SrLaAlO4晶体的生长及特性

用提拉法生长了不开裂的高温超导衬底材料SrLaAlO4晶体,晶体尺寸为(25～30)mm×(50～60)mm.该晶体具有K2NiF4型结构,晶格常数为a=0.375nm,c=1.263nm.生长的晶体颜色随着生长时炉膛内氧气氛的含量的增加而逐渐加深.测量了晶体的室温下的介电常数及介电损耗分别为20及8×10-4.     

采用低温PL谱研究探测器级CdZnTe晶体

采用低温光致发光谱技术研究了核辐射探测器用高阻CdZnTe晶体。发现PL谱中的三个特征峰均与晶体质量有关,其中(D0,X)峰FWHM值和I DAP/I(D0,X)与晶格完整性和浅能级缺陷密度有关联,D2峰则与位错密度密切相关。采用双晶X射线摇摆曲线和位错腐蚀坑密度对此表征进行了验证。低温PL谱测试结果显示晶体质量较高的CdZnTe晶片,其探测器的能谱分辨率也相对较高。     

非线性光学晶体K3B6O10Br的生长与光电性能研究

采用顶部籽晶溶液生长法成功生长出尺寸为42 mm×20 mm×18 mm的高光学质量的紫外非线性光学晶体K₃B₆O₁₀Br(KBB)。根据其结构对称性要求，将KBB晶体定向加工成不同的器件切型，系统表征其光电性能。对KBB晶体电弹常数进行了系统的表征，受微观结构影响，压电常数各向异性较大，最大的压电常数d₃₃=6.69 pC/N。KBB晶体具有良好的激光频率变换、电光及压电性能，在光电子领域显示出潜在的应用前景。     

Ni(C6H12N4)2SO4·4H2O晶体的生长、热学和光谱性质

六次甲基四胺(C6H12N4,HMTA)部分取代六水合硫酸镍(NSH)晶体结构中的配位水,合成Ni(C6H12N4)2SO4·4H2O(NSH-HMTA)晶体材料.采用称量法测定了NSH-HMTA晶体的溶解度曲线,应用水溶液降温法在温度区间56 ～44℃之间生长出6 mm×6 mm×2 mm尺寸的晶体,生长速度约为0.5 mm/d.通过等离子发射光谱分析所生长晶体中镍离子含量,X射线单晶衍射用于验证晶体的结构.采用热重法(TGA)和差热分析法(DTA)测定晶体脱水温度和分解温度分别为93℃、1 14℃.测量晶体的紫外-可见光谱特性,其紫外波段透过峰位于波长为307 nm处,比NSH晶体(287 nm)红移了约20 nm,HMTA与Ni2+配位提高了Ni2+的3A2g光谱项的能级,3A2g→3T1g(P)所需能量更低,导致吸收谱红移.     

In掺杂对MVB-Te溶剂法生长的ZnTe晶体光电性能的影响

采用Te溶剂结合改进的垂直布里奇曼法(MVB)制备了In:ZnTe与ZnTe晶体,并对晶体的光学与电学特性进行了表征.通过红外透过显微成像技术观察了In:ZnTe与ZnTe中的Te夹杂并进行了统计分析,发现In掺杂未对ZnTe中的Te夹杂的分布和尺寸产生显著影响.红外透过光谱分析表明,In:ZnTe与ZnTe晶体的红外透过率曲线均表现出平直的趋势,且其平均透过率基本相等,约为60;,进一步表明In的掺入并未导致严重的晶格和杂质吸收.然而,Ⅰ-Ⅴ测试分析发现,In掺杂使得ZnTe晶体的电阻率提高了5个数量级.同时Hall测试分析表明,In:ZnTe与ZnTe晶体均为p型导电,In掺杂很大程度上补偿了晶体中的Vzn,使得晶体中的载流子浓度降低了4个数量级.对比了两种晶体的紫外-可见-近红外透过光谱,可以观察到,In掺杂使ZnTe的吸收边从550 nm红移到560nm,这可能是由于In掺杂引入的浅能级导致的吸收边带尾现象造成的.     

铁电相Tb2(MoO4)3晶体的生长和缺陷研究

钼酸铽[Tb2(MoO4)3]是一种具有铁电、铁弹和顺磁等多种性质的功能晶体.采用提拉法,沿[001]方向生长了φ25 mm×20 mm的铁电相Tb2(MoO4)3晶体.采用化学腐蚀法、扫描电子显微镜(SEM)观察了晶体中的缺陷,结果显示,晶体中的主要缺陷是位错、镶嵌物.高分辨X射线衍射(摇摆曲线)实验表明所生长的Tb2(MoO4)3晶体具有很好的晶格完整性.     

非线性光学材料Ca_9Y_(0.5)La_(0.5)(VO_4)_7的固相合成、液相合成与晶体生长

采用固相合成和液相合成两种方法成功制备了Ca9Y0.5La0.5(VO4)7晶体的多晶原料,并采用提拉法生长了尺寸分别为30 mm×33 mm(固相合成多晶原料)和20 mm×27 mm(液相合成多晶原料)的Ca9Y0.5La0.5(VO4)7晶体。测试了该晶体在紫外、可见和近红外区域的透过率,采用Kurtz法测试了晶体的粉末倍频效应。结果表明,采用液相合成原料生长的晶体透过率大于采用固相合成原料生长的晶体约10%。前者粉末倍频效应约为KDP的1.8倍,后者约为KDP的2.5倍。晶体化学腐蚀实验表明采用液相合成原料生长的晶体具有更少的缺陷。采用液相合成方法制备多晶原料有利于提高晶体的光学质量。     

优质DKDP晶体的点状籽晶生长及其表征研究

本文在研究DKDP溶液稳定性的基础上,采用Z切点状籽晶(5mm×5mm×3mm)生长了多块DKDP晶体,在250ml和1000ml生长瓶中分别获得了在[100]和[001]向生长速度可达到3mm/d和4.5 mm/d的点状籽晶生长优质DKDP晶体的生长条件.通过等离子体发射光谱(ICP)和紫外可见光谱分析发现DKDP晶体柱面的金属离子含量比锥面高,柱面的紫外可见吸收比锥面大.性能测试结果表明,点状籽晶全方位生长的DKDP晶体的激光损伤阈值约为5GW/cm2、半波电压约为4kV、动态消光比约为1600∶1,发现与传统方法生长晶体的性能没有明显的差别.