α—碘酸锂晶体基础研究综述

碘酸锂(LiIO3)晶体在常温常压下有两种稳定存在的异型体:一种叫β-LiIO3,空间群为C44h(P42/n)[1],点阵常数a=9.733A,c=6.157A,属于中心对称类型;另一种叫a-LiIO3,其空间群为 C66(P63)[2],点阵常数 a=5.482A,c=5.171A,是电极性晶体. α-LiIO3不但作为一种优良的光学非线性材料[3,4]在国内外被广泛地应用,而且在我国将它用于超声探伤和超声测厚技术[5]取得了良好的结果,并且以在静电场作用下的一系列特殊性质而引人注目.我国科学工作者对α-LiIO3晶体作了深入的多方面的基础研究,现将结果概括如下: 一、α-LiIO3的绝对构型和旋光性…     

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：     

关于在溶液中进行的多形性相变——亚稳相从溶液中结晶的问题

《物理》第1卷第1期登载的《碘酸锂单晶的生长》一文[1],对碘酸锂晶体的二形性作了生动的描述.作者在用蒸发法从水溶液中生长出稳定的六方α碘酸锂(α-LiIO3)单晶的同时,也生长出亚稳的四方β碘酸锂(β-LiIO3)单晶,并且发现一旦出现β杂晶,则它们繁殖极快,使α晶体的生长受到抑制,最后几乎停止生长的实验现象.文章指出,α、β相的形成与转变不仅同温度、压力这些因素有关,而且还应该同所处的环境(介质或气氛、溶液的杂质、pH值和过饱和度等)有密切的联系,并进一步指明,杂质多、酸碱性强和过饱和度大,均对出现四方杂晶有促进作用.这些实验…     

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。     

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。     

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(Ⅱ)——各向同性模

本文进一步用文献[1]中建立的理论,处理α-LiIO₃单晶在c向加静电场后出现的偏振不变的两类衍射带:(1)垂直于c轴的广角衍射带(第一类);(2)与c轴成倾角的小角衍射带(第二类)。理论证明了前者在入射光垂直于c轴时有可能产生很弱的o→o和e→e衍射;而当转动晶体使入射方向与c轴夹角α由90°减小时,o→o模的强度不变而e→e模则单调地成倍增加。我们还发展了比文献[1]中给出的更为普遍的理论表达式,并针对第二类现象讨论了近乎平行于锥面的生长层上离子富集和涨落所引起的衍射带。从衍射带角宽不大于8°这一事实估算出,生长层方向偏离程度不超过2°,平均间隔不小于5μm。同样的模型也解释了o→e和e→o的衍射光斑的现象。 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。     

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。     

静电场作用下α-LiIO_3单晶的光衍射增强现象的弛豫行为和“低温冻结”

在以前工作的基础上,利用在频率平面上进行空间滤波的方法,研究了α-LiIO_3单晶在静电场作用下,空间电荷分布引起的衍射光强变化的弛豫行为。得出了弛豫过程的唯象表达式,发现其中的弛豫参数依赖于温度和电压的大小以及所加电压为同号或异号电压,且随样品的不同而变化。在低温下,衍射会被“冻结”:即在“冻结”温度(～—25℃)以下加电压,衍射增强不显著;在“冻结”温度以上加电压,然后降至“冻结”温度以下,衍射光强度仍保持高温时增强后的数值;撤去电压,因加电压所增加的衍射并不消失。     

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：     

静电场作用下α-LiIO3单晶的光衍射增强现象的弛豫行为和“低温冻结”

在以前工作的基础上,利用在频率平面上进行空间滤波的方法,研究了α-LiIO₃单晶在静电场作用下,空间电荷分布引起的衍射光强变化的弛豫行为。得出了弛豫过程的唯象表达式,发现其中的弛豫参数依赖于温度和电压的大小以及所加电压为同号或异号电压,且随样品的不同而变化。在低温下,衍射会被“冻结”:即在“冻结”温度(～-25℃)以下加电压,衍射增强不显著;在“冻结”温度以上加电压,然后降至“冻结”温度以下,衍射光强度仍保持高温时增强后的数值;撤去电压,因加电压所增加的衍射并不消失。 关键词：     

杠杆式金刚石对顶砧高压装置的压力校正

一、前 言 早在三十年代,已经有人开始进行高压下X射线衍射技术的研究[1].随着高压技术的不断发展,实验方法也不断更新,压力范围不断扩大.六十年代初,人们开始应用金刚石对顶砧进行X射线衍射实验[2,3].到了七十年代,这方面的技术有很大的发展,压力可达几十万大气压[4,5]。 对金刚石对顶砧超高压装置进行压力标定,是个普遍关心的问题.在这方面,国际上已进行了许多工作.Decker[6]研究的 NaCl状态方程,作为一种校压基准,已普遍应用于高压下的X射线衍射实验中;七十年代,Barnett[7]等人发现红宝石荧光光谱随着压力升高有线性红移现象,这种现象…     

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。     

不同电极对α-LiIO3离子输运特征的影响的光学显微观测

介绍了用偏光显微镜对α-LiIO₃特性的观察.研究了五种不同电极界面状态的八块晶体样品在c向静电场作用下晶体的电导、空间电荷的沉积和分布.观察到由于α-LiIO₃的空间电荷的输运形成的彩色准直条纹.此彩色条纹与光折变型光栅的衍射带之间有对应关系.而不同的电极界面状态对α-LiIO₃晶体的电导和离子输运有明显的影响. 关键词：     

锂铌比对铪铁铌酸锂晶体全息存储性能的影响

以掺杂4mol%Hf4+的LiNbO3:Fe:Hf系列晶体([Li]/[Nb]比变化)为研究对象,研究了系列晶体的可见吸收光谱,在632.8nm的写入光下晶体的衍射效率、灵敏度和抗光散射能力在不同[Li]/[Nb]下的变化规律.研究发现Hf4+的浓度达到阈值浓度后,随着[Li]/[Nb]比的增大,晶体的可见吸收边会发生红移,而且晶格中[Fe2+]/[Fe3+]也会增加,这就导致随着[Li]/[Nb]比的增加,样品的衍射效率逐渐减小,写入时间缩短,灵敏度增大.同时,在晶体中,随着[Li]/[Nb]的增大,陷阱中心Fe2Li+数量增大会使得晶体抗光散射能力减弱.     

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：     

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：     

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。