水平定向结晶法生长大尺寸板状蓝宝石缺陷研究

采用水平定向结晶法(HDS)成功生长出了质量优异的板状蓝宝石晶体.利用光学显微镜,扫描电镜(SEM),并结合化学腐蚀法对生长出的蓝宝石晶体不同位置的样品进行宏观缺陷及微观位错形貌的观测和研究,分析了水平定向结晶法生长蓝宝石晶体的宏观缺陷类型和位错的形貌,探讨了该缺陷在晶体中的分布规律及其形成原因.实验结果发现晶体的宏观缺陷主要包括气泡和包裹体.并结合能谱(EDS)测试包裹体的成分,分析其形成的原因.结果表明块状或絮状的小尺寸包裹体主要是由于C,Si杂质聚集原料中的其它杂质形成;长条形或圆形的大尺寸包裹体是由于Al,O元素的化学计量比严重适配,造成固液界面局部组分过冷形成.结合化学腐蚀法,发现该晶体的位错形貌均为三角型腐蚀坑,并探讨了晶体中位错的形态.     

氟化铅晶体中300nm光吸收带的起因

在PbF2晶体的透射光谱中常存在一个300nm光吸收带,其特征是吸收强度从结晶开始端向结晶结束端递减.利用原子吸收光谱分析(AAS),发现具有300nm光吸收带的晶体含有比较多的杂质离子Ca和Ba,但根据掺杂实验及其它氟化物晶体中存在的类似吸收现象,排除了Ca和Ba是造成这一吸收现象的原因,而是认为Ce3+离子杂质的4f→5d跃迁是造成该吸收带的原因.氟化铅晶体中的微量Ce3+离子杂质来源于生产HF时所使用的天然矿物CaF2.通过对HF这一制备PbF2原料的高度提纯可以有效地消除晶体中的300nm吸收带.     

KDP晶体中包裹体形成机制的探讨

本文介绍了包裹体对KDP晶体质量的影响,并从两个方面探讨了KDP晶体生长过程中包裹体的形成机制.通过分析KDP晶体表面原子结构研究了不同杂质的吸附情况以及杂质对生长台阶的阻碍作用,通过分析晶体生长过程中流体动力学和质量输运条件的变化研究了旋转晶体的流体切应力和表面过饱和度,结果表明吸附杂质对生长台阶的阻碍和表面过饱和度的不均匀造成了生长台阶的弯曲和宏观台阶的形成,导致生长台阶形貌的不稳定是包裹体形成的重要原因.     

下降法生长PWO晶体中光散射中心的观察与分析

本文根据光学显微镜、扫描电镜、电子探针微区成分分析和晶体退火过程的实时观察,将存在于PbWO4晶体中的光散射中心分为3种类型:气态包裹物、固态包裹物和微空洞.根据电子探针微区成分分析和XRD物相测定,认为固态包裹物的组成为WO3,Pb2WO5和杂质聚集形成的低共熔点化合物.WO3颗粒是原料中局部WO3未充分固相反应的残留物;Pb2WO5是WO3和局部过量的PbO反应形成的.微空洞是晶体中空位聚集在一起形成的二次缺陷,晶体中的光散射朦芯主要由微空洞构成.通过对光散射中心的成因分析,提出了消除此类宏观缺陷的工艺措施.     

温梯法生长CaF2晶体中包裹物的研究

本文对温度梯度法生长的氟化钙(CaF2)晶体中的包裹物进行了研究,用光学显微镜和SEM观察了包裹物的形貌,对晶体中的包裹物和透明部分作了微区EDX成分分析,对包裹物所含的杂质进行了解释,提出了减小或消除包裹物的措施.分析结果表明:包裹物的主要成分是碳和氧,碳来源于石墨坩埚和石墨发热体,而杂质氧则来源于原料中的含氧化合物和生长过程气氛中氧的进入.     

助熔剂法生长CaLa2B10O19晶体

本文通过X射线衍射(XRD)分析、差热分析(DTA)和化学分析研究了CaLa2B10O19(LCB)晶体中的包裹体及在晶体生长过程中包裹体产生的原因.说明了包裹体的主要成份是LaB3O6,高温溶液中B2O3的挥发是造成包裹体产生的主要原因.为消除包裹体的产生,选择了合适的助溶剂,分别以100mol; CaB4O7和50mol; B2O3和150mol; CaB4O7为助溶剂生长出了一定尺寸、光学质量较高的LCB晶体.     

钼酸铅单晶生长及其缺陷研究

本文通过CZ法生长钼酸铅单晶,讨论了温度梯度、拉速、转速等生长参数对晶体质量的影响,分析了晶体开裂、包裹物等宏观缺陷以及位错等微观缺陷的形成机理,并从晶体形态、包裹体和位错密度变化方面探讨了晶体生长参数与晶体缺陷之间的内在关系,从而优化温度梯度等生长参数.温度梯度为20～25℃/cm,晶体转速为28r/min,拉速为1.6mm/h时,生长出的晶体形态完整,无开裂现象,晶体中无气泡包裹体,位错密度明显减小,晶体尺寸达φ40mm×70mm,无散射颗粒,在波长0.42～5.5μm范围内,平均透光率为72.6;.     

LaBr3∶Ce晶体中包裹体的性质及成因探究

LaBr3∶Ce单晶拥有优良的闪烁性能,但是,一些微缺陷(例如包裹体)经常出现在晶体中,这种包裹体对晶体的闪烁性能有一定的不利影响.通过Bridgman垂直下降法生长得到LaBr3∶Ce晶体,发现包裹体主要出现在晶体生长的尾部,偏光显微镜下显示存在两种包裹体,一是气孔,二是固体颗粒.X射线衍射、差热分析和拉曼光谱分别测试了含有包裹体和不含包裹体的晶体样品,然而没有发现不同于LaBr3∶Ce基体的成分.因此,推测包裹体是结构和组分与基体几乎完全相同的物质组成,根据测试结果,包裹体的形成可以用组分过冷理论来解释.     

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。     

BGO晶体的缺陷与性能-(1)缺陷及其形成

下降法生长的BGO晶体中存在几种典型的宏观缺陷.用光学显微镜和电子探针对宏观缺陷内的包裹体进行研究发现:包裹体大部分为固态包裹物;不同宏观缺陷内的包裹体,其形状、大小和成份都具有典型特征.本文就包裹体的性质及其形成进行了初步的分析和讨论.