负离子配位多面体生长基元的理论模型与晶粒形貌

本文介绍了一种新的形貌判定准则--配位多面体生长习性法则.首先在负离子配位多面体生长基元模型的基础上建立了晶体的生长机理模型和界面模型,在此基础上提出了晶体形貌判定法则.即晶体的各晶面的生长速度与其结构中的配位多面体在界面上显露的元素种类有关.显露配位多面体顶点的晶面生长速度快,显露面的晶面生长速度慢,显露棱的晶面生长速度介于两者之间.此外,晶体的各晶面的生长速度还与配位多面体在界面上显露的元素数目有关.显露配位多面体元素数目多的晶面生长速度快.根据此法则成功地解释了γ-AlO(OH)晶体和极性晶体ZnO,SiO2的形貌特征.最后,本文还提出了两种晶体形貌的调制方法,即添加剂调制法和过饱和度调制法.成功地调制了ZnO晶体的形貌.     

晶体的生长习性与配位多面体的形态

本文由配位多面体生长习性法则分析了ZnS,锐钛矿和γ-AlO(OH)晶体的生长习性.发现ZnS晶体的各晶面的生长速度为:v(111)＞v(001)=v(010)=v(100)＞v();锐钛矿各晶面的生长速度为:v(010)=v(001)＞v(110)＞v(111);γ-AlO(OH)晶体各晶面的生长速度为:v(100)＞v(001)＞v(101)=v(110)＞v(010).此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好.指出了当晶体结构中配位多面体只有一种方位时,此晶体的生长习性与配位多面体的形状相类似.即配位多面体顶点指向的方向生长速度快;面指向的方向生长速度慢;棱指向的方向生长速度介于两者之间.此外,本文还指出了PBC理论在分析极性晶体的生长习性时存在的缺点.     

声光晶体TeO2的生长及缺陷研究

本文研究了直接ＴeO２晶体中的主要晶体缺陷形成机理,讨论分析了Ｔ eO2单晶生长的工艺参数对晶体缺陷的影响,结果表明：晶体裂缝的主要与温度梯度有关,温度梯度大于２０－２５℃/cm及出现界面翻转时,易造成晶全的开裂,位错密度增加,晶体中的包裹体主要为气态包裹全,它的形成主要与籽晶的转速和晶体的提拉速率有关,转速１５－１８r/min,拉速０.55mm/h,固液界面微凹,可以减少晶体中的气态包裹体,晶体台阶由晶体生长过程中温度和生长速度的引起伏引起,当台阶间距较宽时,易形成包裹体。     

提拉法生长镓酸锂晶体及缺陷研究

研究了提拉法生长的镓酸锂单晶的生长习性和结晶质量.晶体表面呈乳白色且表面粗糙.通过光学显微镜、四晶X射线衍射、透射光谱和电感耦合等离子体发射光谱对样品进行了表征,结果表明,在(001)面的抛光样品上存在三种缺陷: [110]和[-110]方向的十字线、[010]方向排列的气泡包裹物以及平行于(010)面的界面,界面的产生起因于(010)晶面的滑移;晶体的结晶质量从顶部到底部逐渐下降,这是由于在生长过程中氧化锂的挥发导致熔体成分偏离化学计量比造成的.     

定向凝固过程中的不规则固液界面形貌

固液界面通常为规则界面, 但有时为不规则界面,如倾斜枝晶、退化枝晶和海藻状晶体界面.以琥珀腈为研究对象,用设计的定向凝固实验体系, 研究了不同温度梯度和界面生长速度对固液界面形貌的影响.实验结果表明:界面生长速度一定时,增加温度梯度界面由倾斜枝晶逐渐转变为退化枝晶,最终成为海藻状晶体;温度梯度一定时,降低界面生长速度界面会发生类似的变化.温度梯度和界面生长条件在一定范围内变化时,界面可以从一种生长方式变为另一种方式,如可以从海藻状晶体连续地变为倾斜枝晶.在某些条件下,海藻状晶体和倾斜枝晶可能同时出现在界面上,并竞相生长.退化枝晶界面处于动态变化中,二次枝晶臂不断地改变着生长方向.     

一水甲酸锂晶体生长界面过饱和度的测量

本文采用激光全息相衬干涉显微术研究了有机非线性光学晶体一水甲酸锂晶体的生长,计算了晶体生长的界面过饱和度.我们的研究结果表明,晶体生长的界面过饱和度随体过饱和度的增加而非线性增加;不同晶面的界面过饱和度不同;当体过饱和度增加到一定程度时,不同晶面的界面过饱和度趋于相同.     

碳化硅邻晶面外延生长机制的动力学蒙特卡罗模拟

用动力学蒙特卡罗方法研究了3C-SiC(111)邻晶面的外延生长机制.生长温度、沉积速率和平台宽度对邻晶面外延生长模式有着重要的影响.模拟结果显示:在温度较低的情况下,晶体表面离散的分布着数量众多的晶核,其生长模式为二维岛核生长模式.当生长温度升高时,岛核主要分布于台阶边缘,晶体生长方式则转变为台阶推进与岛核成长共生的生长模式.其次,在沉积速率较低时,晶体主要生长方式为台阶推进模式,随着沉积速率增加,晶体生长模式则转变为二维岛核生长模式.最后,岛核密度随平台宽度的增加而增加,在较低温度下,平台宽度对岛核密度的影响更加明显.     

不同pH值下ZTS晶体(100)面台阶生长动力学规律和位错缺陷的研究

通过利用光学显微镜,对不同pH值下ZTS晶体(100)面的台阶推移过程进行了实时观察,发现在同一过饱和度下,调高生长溶液的pH值会导致台阶推移速率降低;而调低pH值时,台阶的平均推移速率增大,当pH =4.2时,(100)面生长速度最快.计算出不同pH值下的台阶动力学系数βl和台阶活化能E的数值.对不同pH值下生长出的ZTS晶体的(100)面进行了位错缺陷观察,发现pH =4.2时,位错密度较低,有利于晶体生长质量的提高.     

祖母绿晶体水热生长习性研究

本文研究了在水热条件下祖母绿晶体的生长习性,指出了祖母绿晶面的发育顺序,并用负离子配位多面体生长基元理论进行了解释,根据对晶体的不同用途结合晶体生长习性采用不同的籽晶切型,生长出了符合特殊形态要求的祖母绿晶体.     

ZnO纳米针阵列合成及台阶动力学生长机理研究

采用化学气相沉积系统,不用催化剂,生长过程中采用变温技术,在Si基片上合成了ZnO纳米针阵列.扫描电子显微图(SEM)显示ZnO纳米针阵列整齐密集生长在基片上,其棒状部分粗细均匀,直径约100 nm.透射电子显微照片(TEM)显示ZnO纳米针尖端呈现一系列的台阶.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米针沿c轴择优取向.运用台阶动力学和奇异面生长理论分析表明ZnO纳米棒是典型的奇异面上单二维成核法向层生长机制.当单圈圆台阶扫过整个晶面的时间ts大于奇异面法向生长一个台阶高度所用时间tn时,在纳米棒顶端形成针尖;当单圈圆台阶扫过整个晶面的时间ts小于或等于奇异面法向生长一个台阶高度所用时间tn时,在纳米棒顶端不能形成针尖.     

高质量GdxY1—xCOB晶体生长及其1．064μm二、三倍频非临界相位匹配性质

本文介绍了高质量非线性光学晶体GdxY1-xCa4O(BO3)3(GdYCOB)的生长,在这类晶体的Y向实现了1．064μm激光的Ⅱ类二倍频（SHG）和Ⅰ类三倍频（THG）的非临界相位匹配（NCPM）;在x=0.20的晶体中实现倍频NCPM,基频输入功率为110mW时,输出的532nm绿光为40.3mW,转换效率达36．7％,在x=0.22的晶体中实现三倍频的NCPM,输入功率为133mW时,输出的355nm紫外光为19.7mW,在输入功率为80mW时,转换效率为21％。     

Growth Rate Effects during Indium-Antimony Crystal Growth

Local interface velocities are tracked radioscopically in the III-V semiconductor compound indium-antimony grown in a vertical Bridgman-Stockbarger furnace. Comparisons are made of interface velocities from five different compositions (40, 49, 50, 55, and 60 at.% Sb). Under specific growth conditions, the growth velocity for stoichiometric melts was comparatively constant and very close to the translation velocity. Measured chemical homogeneity was excellent, though polycrystallinity could occur when concentration boundary layers formed ahead of the interface. Off-stoichiometric melts exhibited initial supercooling, resulting in transient interface velocities and polycrystallinity. The observed supercooling is governed by chemical segregation in the melt. Thus, local growth velocity fluctuations are unambiguously attributed to a coupling of ompositional effects in the melt and crystal facetting kinetics.     

β′—钼酸钆晶体的生长与畴结构观察

用提拉法生长了质量较好的铁电－铁弹β′－G 2(MoO4)3晶体,研究了晶体中包裹物的形成原因及晶体转速,提拉速度,温度梯度等对包裹物的影响,分析了晶体开裂的类型及克服的方法。指出了用提拉法生长高质量β′－Gd2(MoO4)3晶体的合适工艺参数。用偏光显微镜对晶体中的畴结构进行了观察,发现样品中存在宽畴和组畴两种类型,结合同一样品,减薄实验确定了晶体中的宽畴为铁电畴,细畴为铁弹畴。     

RbTiOAsO4晶体中的生长缺陷和生长机制

采用溶盐法生长了大尺寸ＲｂｉＯＡｓＯ４晶体。利用同步辐射形貌术和化学腐蚀法，研究了ＲｂＴｉＯＡｓＯ４晶体中的生长缺陷。发现该晶体中的生长缺陷主要生长位错和生长扇界。大部分位钷沿「１００」方向，Ｂｕｒｇｅｒｓ适量为「００１」。在扫描电镜下，对原生ＲｂＴｉＯＡｓＯ４晶体的表面形态进行了观察，根据其表面二次电子像的特征，对不同晶面的生长控制机制进行了讨论。     

底部籽晶法:一种高温溶液晶体生长新方法

为了从高温溶液中生长非一致熔融的单晶材料,发展了一种叫做"底部籽晶法"的新生长方法.通过设计大的垂直温度梯度,解决了助熔剂或高温溶液对籽晶的侵蚀问题;采用后加热系统,有效地控制了晶体的开裂.采用底部籽晶法,成功地生长了新型弛豫铁电晶体(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(0≤x≥0.2)、近化学计量比LiNbO3晶体以及非线性光学晶体铌酸钾锂K3Li2-xNb5+xO15+2x(0相似文献   

工业晶体生长

本文考察了一些典型的晶体材料及其工业生长技术,如提拉法生长硅单晶,水热法生长水晶,VGF法生长GaAs,下降法生长锗酸铋,壳熔法生长锆石等,探讨了工业晶体生长的特点和发展方向.     

晶体生长溶液、熔体结构与生长基元

根据喇曼光谱、红外光谱测试了晶体生长的水溶液、溶剂和熔体的结构,并且在水热条件下进行了外加直流电场的实验,证实了晶体生长基元为负离子配位多面体,在不同的温度和溶液浓度条件下,负离子配位多面体相互联结成不同结构形式和不同维度的生长基元(聚集体),不同维度的生长基元往晶体各个面族上的叠合速率是各不相同的,表现在同一种晶体在不同的生长条件下,其结晶形态可以各不相同,由此进一步阐述了负离子配位多面体生长基元理论模型的合理性.     

激光加热基座技术生长超细单晶光纤研究

单晶光纤(SCF)是具有纤维结构的“准一维”功能晶体材料,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等国防民生领域展现出了巨大的应用前景。本文采用激光加热基座技术成功制备出直径60~100 μm、长径比>6 000∶1的超细Al₂O₃、YAG单晶光纤,单晶光纤平均直径起伏<4%,展现出良好的柔韧性与波导特性,为单晶光纤器件的小型化与集成化创造了条件。     

点籽晶定向生长70％DKDP晶体的研究

磷酸二氢钾(KDP)类晶体快速生长主要采用点籽晶快速生长方法,三维生长的点籽晶不可避免的会使晶体产生柱锥交界线,从而影响晶体的性能和质量.本文通过所设计的载晶架,改进传统点籽晶快速生长方法,采用点籽晶定向生长方法,成功生长出磷酸二氘钾晶体(70%DKDP),避开生长晶体中的柱锥交界线取片,并对其氘含量、透过率、抗激光损伤性能以及光学均匀性等指标进行了测试.结果表明:所生长的晶体氘含量符合设计要求,晶体透过率和抗激光损伤性能和传统点籽晶快速生长晶体保持一致.光学均匀性结果表明样片内部无柱锥交界线,对于大口径70%DKDP晶体的生长具有指导意义.     

NaCo2O4晶体的生长,形貌和生长机理研究（英文）

采用自发成核方法,以NaCl-Na2CO3为助熔剂,生长了毫米级的NaCo2O4晶体。通过X射线衍射对晶体作了表征。利用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了晶体的形貌和生长机理。结果表明:所得晶体是NaCo2O4,属于六方晶系,晶胞参数:a=b=0.2842 nm,c=1.0894 nm,V=0.0761997 nm3。NaCo2O4晶体是沿c轴层状生长的,同时从阴离子配位多面体的角度分析了晶体的形貌。