铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理: II.成 分、结构起伏与 同型生长基元的分异和组装

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT,PZNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体。这些同型生长基元受本身稳定性的制约而在熔体中存在的几率不同。相对于[MgO~6]^1^0^-,[ZnO~6]^1^0^-八面体基元来说,[NbO~6]^7^-,[TiO~6]^8^-是更为有利的八面体基元。在基元组装过程中,各种[BO~6]八面体基元在稳定性、尺寸大小与电价上的分异致使生长界面对基元有一定的选择性,从而造成了晶体生长时成分与结构的短程起伏,并为有序畴及其它化学缺陷团簇的形成提供了条件。当加入掺质PbTiO~3时,由于[TiO~6]^8^-与[NbO~6]^7^-两种基元在组装时的类聚性及[TiO~6]^8^-对晶体稳定性的贡献,晶体的微区成分与结构得以调制,焦发石相得以抑制,这构成了用Bridgman法能直接从熔体中生长出纯钙钛矿相PMNT单晶的基础。而[MgO~6]^1^0^-与[ZnO~6]^1^0^-八面体基元的差致使PMNT,PZNT两单晶的生长难度有别,这在选择合适的生长方法时需加以考虑。     

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。     

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.     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理1: PMNT单晶的表面形貌 、负晶结构及生长基元的组装与拆分

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体,晶体生长过程可视为多种八面体基元与Pb^2^+的组装过程。这些生长基元向{111}面叠合时易采取法向生长机制,向{001}面叠合时易采取层状生长机制,由此决定了晶体生长速度的各向异性与晶体的形貌。Bridgman法生长的PMNT晶体在生长过程中由内向生长机制形成规则的负晶结构;在晶体生长过程中,在其自然表面上可形成正形与负形两种形貌;在高温退火过程中,由于PbO的分解,晶体表面上可形成类似"蚀象"的构型,这些可从[BO~6]八面体生长基元的组装或拆分方面获得解释。     

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.     

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶的生长基元与生长机理: II.成 分、结构起伏与 同型生长基元的分异和组装

铅基复合钙钛矿型弛豫铁电单晶体PMNT,PZNT的生长基元为多种[BO~6]配位八面体。这些同型生长基元受本身稳定性的制约而在熔体中存在的几率不同。相对于[MgO~6]^1^0^-,[ZnO~6]^1^0^-八面体基元来说,[NbO~6]^7^-,[TiO~6]^8^-是更为有利的八面体基元。在基元组装过程中,各种[BO~6]八面体基元在稳定性、尺寸大小与电价上的分异致使生长界面对基元有一定的选择性,从而造成了晶体生长时成分与结构的短程起伏,并为有序畴及其它化学缺陷团簇的形成提供了条件。当加入掺质PbTiO~3时,由于[TiO~6]^8^-与[NbO~6]^7^-两种基元在组装时的类聚性及[TiO~6]^8^-对晶体稳定性的贡献,晶体的微区成分与结构得以调制,焦发石相得以抑制,这构成了用Bridgman法能直接从熔体中生长出纯钙钛矿相PMNT单晶的基础。而[MgO~6]^1^0^-与[ZnO~6]^1^0^-八面体基元的差致使PMNT,PZNT两单晶的生长难度有别,这在选择合适的生长方法时需加以考虑。