化学气相输运法制备ZnO晶体

本文采用化学气相输运法在常压开放系统中以(0001)蓝宝石为基片制备出定向生长的ZnO晶体.以ZnO粉体为原料,NH4Cl为输运气体,O2和H2O为反应气体,加入适量的HCl作刻蚀性气体,通过调节NH4Cl输运量,获得两种不同生长方向的ZnO晶体,分别为(1010)方向和(0002)方向.(0002)方向上生长的晶体呈现六角片状,a、b轴生长速度明显高于c轴方向,晶体在基片上呈外延生长,大面积显露c面,且和蓝宝石c面平行.文中对O2、H2O、NH4Cl、HCl在晶体的生长中的作用和生长机制进行了讨论.     

蓝宝石晶体的生长方向研究

本实验采用提拉法,在中频感应加热单晶炉内,进行了不同生长方向蓝宝石晶体的生长工作,分别取[11-20]和[0001]生长的晶体c面(0001)的晶片.通过应力仪、显微观测和X射线衍射等方式对晶片的位错密度等微观缺陷以及晶体结构进行了检测.实验表明:不同的生长方向生长得到的蓝宝石晶体的质量存在一定的差别,一般情况下,[11-20]方向生长的蓝宝石晶体质量优于[0001]方向生长的晶体.     

K_(1-x)(NH_4)_xHV_2PO_4混晶的籽晶法生长与结构表征

在KDP为主的不同配比混合溶液中,以KDP为籽晶利用溶液降温法生长出了KADP混合晶体。研究了ADP晶体的浓度对所生长的KADP晶体的影响,并采用XRD和FT-IR对KADP晶体进行了表征。实验发现,随着生长溶液中ADP浓度的增加,KDP籽晶的成锥区越来越长,KADP晶体的Z向生长速度明显减小,KADP晶体晶胞参数c增加,而a基本没有变化。用KDP籽晶生长出KADP透明单晶时,混合溶液中ADP晶体的最大浓度约为8mol%。     

生长方式对DKDP晶体质量的影响研究

本文进行了片状籽晶c向生长、点状籽晶全方位生长和锥头籽晶c向生长等不同方式的DKDP晶体生长研究。通过对不同生长方式分析、对比,认为锥头籽晶c向生长为最佳生长方式,以此方式在体积为10L的育晶器中顺利地生长出了c向尺寸达145mm的DKDP晶体。通过{100}晶面和{101}晶面面网密度和生长基元在不同晶面上成键的键能估算,结合晶体生长的Bravais法则和PBC理论对DKDP晶体生长习性进行了理论解释,同时对全方位生长晶体质量问题的成因进行了讨论。     

有机非线性光学晶体DAST的生长、形貌及透过光谱

采用自发结晶法和籽晶法制备了4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)晶体,所得晶体尺寸为10 mm×10mm 1～2 mm.研究了不同生长位置对生长习性和晶体形貌的影响,在溶液中部或顶部生长时DAST晶体倾向于沿a轴方向生长,晶体呈片状;在溶液底部时DAST晶体c轴方向生长加快,晶体呈块状.测试了DAST晶体(001)面X射线衍射摇摆曲线,对比分析了不同生长方法对晶体质量的影响.另外,对所制备的DAST晶体的透过光谱及吸收系数进行了研究.     

Φ125 mm光学级蓝宝石晶体生长

应用泡生法生长出φ125 mm×180 mm、质量为6 kg的蓝宝石晶体,晶体无色透明,绿光检测晶体内部无肉眼可见散射颗粒.晶体光学均匀性达到2.1×10~(-7),晶体沿a方向、c方向检测均无应力条纹.     

化学气相输运法制备ZnO晶体

采用化学气相输运法在常压开放系统中,以ZnO粉体为原料,HCl和NH3为输运气体,O2和H2O为反应气体,适度过量的HCl作为刻蚀性气体,在(0001)方向的蓝宝石籽晶片上制备了(0002)方向定向生长的ZnO晶体,且a、b轴生长速度明显高于c轴方向.以(0002)方向的ZnO籽晶片作基片,制备了ZnO单晶厚膜,晶体呈螺旋状外延生长,正极面的单晶摇摆曲线半高宽为543.6弧秒.     

浸没籽晶法生长La2CaB10O19单晶的研究

采用浸没籽晶法以CaO-Li2O-B2O3为助熔剂生长出La2CaB10O19单晶.籽晶的方向对晶体质量有较大的影响.晶体结构导致生长出的晶体均呈现板状外形,并且容易沿(001)面解理;捆绑晶体的铂丝嵌入晶体加剧了晶体的解理.然而解理和铂丝嵌入对不同方向籽晶生长出晶体的质量影响各不相同,对于晶体生长过程溶质输运的影响也不相同,实验发现,[101]方向为本实验条件下最佳的晶体生长方向.     

BiB3O6晶体最佳生长方向的确定

非线性光学晶体BiB3O6属单斜晶系,晶体的极性生长严重.采用不同方向的籽晶,晶体的形状、尺寸、质量和生长速度有着很大的差异.为了确定晶体的最佳生长方向,热膨胀性能被考虑.通过分析热膨胀椭球,[101]方向被确定为最佳籽晶方向.在适合的高温溶液条件和工艺参数下,沿着该方向,成功生长了尺寸为30mm×30mm×40mm、重120g的BiB3O6晶体.     

蓝宝石晶体热性能的各向异性对SAPMAC法晶体生长的影响

采用有限元法对冷心放肩微量提拉法蓝宝石晶体生长过程中晶体内的温度、应力分布进行了模拟计算,结合实验结果讨论了蓝宝石晶体热性能的各向异性对晶体生长的影响.研究结果表明,对于冷心放肩微量提拉蓝宝石晶体生长系统,较大的轴向热导率有利于提高晶体的生长速率和界面稳定性,而稍大的径向热导率则有利于保持微凸的生长界面.晶体内的热应力受径向热膨胀系数的影响显著,随着径向热膨胀系数的增大而增大,最大热应力总是出现在籽晶与新生晶体的界面区域.在实验中选α轴为结晶取向,成功生长出了直径达230mm、高质量蓝宝石晶体.