铌酸锂晶体最佳掺杂含量的理论计算

本文把一个从对电子薄膜材料研究中得到的最佳掺杂含量定量理论推广到铌酸锂晶体材料.该理论建立了电子薄膜材料的某一物理性能与晶体结构、制备方法和掺杂剂含量之间的联系,给出了一个能够拟合实验曲线的具有确定物理意义的抛物线方程.该方程的极值点确定了最佳掺杂含量与晶体结构和制备方法之间的定量关系,进而得到了一个掺杂最佳含量的表达式.系统地分析了铌酸锂晶体材料的掺杂改性的实验结果,应用掺杂最佳含量表达式定量计算了铌酸锂晶体材料的最佳掺杂含量,定量计算的结果与实验数据是比较接近的.该理论方法也适用于其他薄膜材料最佳掺杂含量的理论计算.     

Photorefraction Dependent on Composition in LiNbO3 Crystals with and without MgO Doping

The photorefraction in LiNbO₃ single crystals dependent on the melt composition with and without MgO doping was investigated. It was found that 1 mol% MgO-doped crystal with nearly stoichiometric composition has a strong photorefraction resistance. compared with a congruent composition. In an undoped crystal, the photorefraction was shown to be pronounced as incrcasing Li content of a melt from 48.6 to 58 mol% Li₂O. These results were discussed from a viewpoint of the relationship between the photoconductivity and the concentration of cation-site vacancies or Nb on Li-site.     

水热法ZnO单晶的缺陷和光学特性研究

运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析了比较了水热法ZnO晶体+c及-c部分的杂质,用四探针法比较了两部分的电阻率.结果表明, 晶体+c部分杂质含量少于-c部分,且前者电阻率明显高于后者.比较了Xe灯激发下两部分的光学性质,用氧气和氢气分别对+c部分ZnO进行处理,并进一步用He-Cd激光器对晶体的光学性能进行了研究,分析表明ZnO晶体416 nm左右的蓝光发射来自导带到锌空位(VZn)浅受主能级的跃迁,490 nm的蓝绿光发射与锌填隙(Zni)有关,540 nm附近的黄绿光发射与氧填隙(Oi)形成的能级有关.     

铈系列双掺LiNbO3晶体光折变效应的研究

在Ce:LiNbO3中掺进Mn2O3、Eu2O3和Fe2O3生长Ce:LiNbO3,Ce:Mn:LiNbO3,Ce:Eu:LiNbO3和Ce:Fe:LiNbO3晶体,并对晶体进行了氧化还原处理.以二波耦合光路测试晶体的指数增益系数.推导有效载流子浓度的计算式,并且测算了有效载流子浓度的数值.指数增益系数和有效载流子浓度是衡量晶体光折变性能的重要参数.铈系列双掺LiNbO3晶体具有优良的光折变性能.     

Real Structure of LiB3O5 (LBO) Crystals Grown in Li2O‐B2O3‐MoO3 System

The liquidus surface structure and field of LiB₃O₅ (LBO) primary crystallization have been revealed in Li₂O‐B₂O₃ ‐MoO₃ ternary system. The optimization of charge composition and growth conditions results in large volume optical quality LBO single crystals yielding. Crystallographic properties and real defect structure of grown LBO single crystals have been investigated by X‐ray powder diffraction method and X‐ray reflection topography. The volume of the crystals is partly free of any structural imperfections.     

K2O助溶剂提拉法和富锂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体性质的比较

分别采用K2O助溶剂提拉法和富锂提拉法生长了近化学计量比LiNbO3晶体.比较了两种方法生长的晶体紫外吸收边和红外吸收谱的差别,光谱结果表明,K2O助溶剂提拉法生长的晶体组成非常均匀,而富锂提拉法生长的晶体组成不均匀,沿晶体生长方向,Li2O含量逐渐增加.另外,两种生长方法中,籽晶表面均看到螺旋状环,分析了其产生原因.     

同成分铌酸锂晶体中反位铌的扩散研究

通常商业使用的同成分铌酸锂晶体(CLN)是固液同成分共熔点配比,其Li2O含量约为48.6mol;,晶体中存在大量的锂空位和反位铌等本征缺陷,进而影响了晶体的电光系数、折射率、光折变等性能.研究表明,将缺锂的晶体在高温、富锂气氛下进行扩散处理可获得接近化学计量配比的铌酸锂晶体(nSLN),这种方法获得的nSLN晶体光学质量高,且技术简便、成本低,具有实际应用价值.本文分析了富锂气氛下CLN晶体扩散过程中反位铌的扩散机制和扩散路径,认为反位铌在扩散过程中将迁移到晶体外部,并通过CLN晶片的单边扩散进行了验证.     

Growth and Optical Properties of LiNbO3: MgO Single Crystals

The technological procedure of the manufacturing of the LiNbO₃^˙ single crystals doped with 5 mol.% MgO is described in this paper. The results of the investigation of the crystal optical properties, ESR spectra and optical homogeneity are presented. The refractive index dispersion in 300–700 nm region and their temperature dependencies in 20–500 °C range are measured. The dispersion curve is approximated by the two oscillator Sellmeier formula. The data on the LiNbO₃: MgO crystal optical resistance are presented.     

In:Er:LiNbO3晶体生长及光损伤性能研究

在LiNbO3晶体中掺入In2O3和Er2O3,利用提拉法生长了In:Er:LiNbO3晶体,获得了In和Er在晶体中的分凝系数.通过测试晶体的吸收光谱和抗光损伤能力,确定In:Er:LiNbO3晶体中In的掺杂阈值浓度为～3mol;,In(3mol;):Er:LiNbO3晶体的抗光损伤能力比Er:LiNbO3提高3个数量级以上.研究了In的掺入使Er:LiNbO3晶体的吸收边移动和抗光损伤能力提高的机理.     

助熔剂坩埚下降法生长近化学计量比Co:LiNbO3晶体

以K2O为助熔剂,在较大的温度梯度(90～100℃/cm)条件下进行引种和晶体生长,应用坩埚下降法成功地生长出了初始CO2+掺杂浓度为0.5mol;的近化学计量比的铌酸锂晶体.测定了该晶体的红外光谱与吸收光谱,与同成份的LiNbO3晶体相比,其紫外吸收边向短波方向移动,OH-红外吸收峰的位置发生变化.观测到520,549,612nm三个分裂的尖吸收峰以及1400nm左右为发光中心的吸收带.从吸收特性可以判断,Co离子在铌酸锂晶体中呈现+2价.比较上部与下部晶体的吸收强度,可以推测出沿着晶体生长方向Co2+离子浓度逐渐降低,Co2+离子在晶体中有效的分凝系数大于1.     

同质外延生长ZnO单晶结构及光电性能的研究

本文报道了同质外延生长氧化锌(ZnO)单晶在高温氧气气氛退火前后的结构及光电特性.利用化学气相输运(CVT)法生长了红棕色的ZnO单晶,且进行高温氧气气氛退火处理后的ZnO单晶呈现无色透明状.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能谱仪(EDS)和拉曼(Raman)光谱测试分析了高温氧气气氛退火前后的...     

双掺杂铌酸锂晶体的生长及其光折变性质

采用提拉法以固液同成分配比(Li2CO3/Nb2O5＝48.6/51.4)生长了Fe掺杂及(Zn,Fe)、(Mg,Fe)和(Ce,Fe)双掺杂LiNbO3(LN)单晶.Ce:Fe:LiNbO3晶体的质量,指数增益系数和衍射效率皆高于Fe:LiNbO3晶体.所测得(Zn,Fe):LN、(Ce,Fe):LN、(Mg,Fe):LN和Fe:LiNbO3晶体的抗光致散射能力分别为8.2×103,3.2×102,8.3×102和1.2×102W/cm3;在488nm光进行的光折变实验中还原处理后的(Ce,Fe):LiNbO3晶体具有最高的二波耦合增益系数,为40.2cm-1,其全息衍射效率可达82.2%;实验结果表明(Zn,Fe):LiNbO3和(Mg,Fe):LiNbO3具有抗光散射能力强,响应时间短的特点,而(Ce,Fe):LiNbO3的增益系数和衍射效率均为最高,明显优于Fe:LiNbO3晶体.     

铌酸锂晶体锂含量的精确测量研究

采用碳酸锂粉末和五氧化二铌粉末通过烧结制备了氧化锂含量为47.84mol;～50.50mol;的铌酸锂多晶粉末,并烧结为陶瓷片样品.然后利用精密数字电容电桥测量了这些样品的介电常数随温度的变化,得到了铌酸锂的居里温度Tc与锂含量的关系.     

Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的生长及全息关联存储的研究

在Fe:LiNbO3中掺进Sc2O3和In2O3采用Czochralski技术生长Sc:In:Fe:LiNbO3晶体.测试Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光致散射能力.Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3508cm-1,抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高二个数量级.对Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移动机理和抗光致散射能力增强的机理进行讨论.以Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体作存储元件,以Cu:KNSBN晶体作为位相共轭镜进行全息关联存储,试验结果表明全息关联存储的成象质量高、图象清晰完整、噪音小.     

水热法和熔盐法生长的Nb: KTP晶体成分和结构研究

利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱、X射线衍射分析、显微激光拉曼光谱等测试手段研究了掺铌磷酸钛氧钾(Nb: KTP)晶体成分对结构的影响,分析比较了水热法和熔盐法生长的Nb: KTP晶体中Nb的含量及分布特征、晶体结构和化学键特征峰的变化等.结果表明:由于Nb的影响和NbO6八面体的收缩效应,Nb: KTP晶体的轴长发生了微小变化,晶胞体积有所减小,TiO6八面体和PO4基团的拉曼特征峰有不同程度漂移,其中水热法和熔盐法Nb: KTP晶体的有效分凝系数分别为0.268和0.348.同时,研究指出在Nb: KTP晶体生长时,应确定合理的掺Nb量.     

The Effect of Plastic Deformation on the Real Structure of ZnO Crystals during the Growth Process

The rotational model for ZnO plasticity under the action of concentraion stresses is given on the ground of the real structure analysis (the presence of two scales of the crystal lattice disorientation, a change of the ZnO crystal lattice parameter and the presence of disorientation boundaries of different types). Concentration stresses estimated at the T_gr. \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \tau = G\varepsilon = G\frac{{\Delta a}}{a} \approx 20 $\end{document} MPa exceed the yield point of crystals at T_gr. and may be the cause of rotational plasticity development.     

Defect Structure of Tin-Doped InAs Single Crystals Grown by the Czochralski Method

Crystallography Reports - Indium arsenide (InAs) single crystals heavily doped with Sn are found to have various violations of structural perfection, which depend on the Sn concentration in...     

MOCVD法制备一维定向ZnO晶须阵列及掺杂研究

采用大气开放式MOCVD技术,以Zn(C5H7O2)2为前驱物,在玻璃和单晶硅基片上生长了沿c轴高度定向、规则排布的氧化锌晶须阵列.在此基础上,采用多气路输送不同金属有机源的方法,进行了ZnO晶须的掺杂,制备了掺铝元素的一维定向晶须阵列.XRD结果表明未掺杂ZnO晶须为六方纤锌矿结构,沿c轴高度取向;掺铝ZnO晶须晶体结构仍为六方纤锌矿结构,沿c轴择优取向.SEM结果显示,未掺杂的ZnO晶须阵列排布规则,长径比达到20;掺杂ZnO晶须随着铝掺杂浓度的增加,晶须的形貌及排布规则性变差.     

[Li]/[Nb]比对Ce:LiNbO3晶体结构及光折变性能的影响

在铌酸锂(LiNbO3,LN)中掺入摩尔分数为0.1;的CeO2,以提拉法从不同[Li]/[Nb]摩尔比([Li]/[Nb]=0.750,0.850,0.946,1.100)的熔体中生长出了Ce:LN晶体.测试了晶体的晶格常数、红外光谱和居里温度.结果表明:随着[Li]/[Nb]比的增加,晶体仍为三方的LN晶体,且晶格常数和晶胞体积没有发生大的变化,v(OH-)振动峰的位置依次向长波方向移动,居里温度依次增加,结构缺陷减少.由于Ce和[Li]/[Nb]比的协同作用,[Li]/[Nb]比为1.100的Ce:LN晶体已接近化学计量比,[Li]/[Nb]比为0.850的Ce:LN晶体的居里温度近似等于纯LN晶体.利用二波耦合光路测试了晶体的衍射效率、写入时间和擦除时间,计算了晶体的光折变灵敏度及动态范围.测试了晶体的抗光致散射能力,结果表明:[Li]/[Nb]比越高的Ce:LN晶体的光折变性能越好.并分析了不同[Li]/[Nb]比Ce:LN晶体光折变性能增强的机理.     

Structure and Photo‐Damage Resistance of Li‐Rich LiNbO3 Crystals Co‐Doped with Zn2+/Er3+

The pure congruent LiNbO₃, Er:LiNbO₃ and Zn,Er co‐doped Li‐rich LiNbO₃ crystals were grown by Czochralski method. The X‐ray diffraction method and ultraviolet‐visible absorption spectra of the crystals were used to analyze the structure of the crystals. The photo‐damage ability resistance of the crystals was measured. The Zn,Er co‐doped Li‐rich LiNbO₃ crystals show a decrease in lattice constant values, a shift in absorption edge of ultraviolet‐visible absorption spectra towards shorter wavelength, and three orders of magnitude increase in photo‐damage resistance compared to congruent LiNbO₃ crystal. The intrinsic and extrinsic defects are discussed to explain the enhance of the photo‐damage ability resistance