晶体形态一些基本概念的实际意义分析

本文对晶体学中关于晶体形态一些古老的基本概念(单形的正形与负形、左形与右形、一般形与特殊形)进行了深入思考,并从实际晶体形态上发育这些单形的角度,分析了它们的本质区别与内在含义:单形的正形与负形是属于同一几何单形、同一对称型(点群)的两个结晶单形,它们可以相聚;单形的左形与右形也是属于同一几何单形、同一对称型(点群)的两个结晶单形,但它们却具有不同的内部结构,所以它们不能够相聚;单形的一般形与特殊形只有结晶单形意义,无几何单形意义.这些认识阐明了过去我们多年来并没有足够重视的一些理论与实际问题,这有助于晶体形态对称理论的发展,也有助于晶体学教学思路的明确.     

近化学计量比铌酸锂晶体中机械孪晶的消除

在用掺钾的助熔剂提拉法生长近化学计量比LiNbO3晶体时,长出的晶体尾部很容易出现孪晶裂纹现象,这种孪晶被认为是机械孪晶.这种孪晶的起因是由于晶体生长的收尾和从熔体中提起晶体阶段,在晶体底部产生直径的缩进,在缩进产生的台阶处出现应力集中,从而造成孪晶的成核.通过采用适当的收尾过程,以避免直径台阶的出现,可以很好地消除这种孪晶及其引起的裂纹.     

BPO4晶体的生长及孪晶缺陷分析

利用助熔剂法,采用顶部籽晶技术生长出新型非线光学晶体材料BPO4（简称BPO）晶体,用同步辐射白光X射线形貌术拍摄了（001）,（101）切片的形貌像,观察到了生长孪晶结构,从形貌像中可明显地观察到游离于主晶形貌像之外的孪晶形貌像,并从结构上解释了孪晶的形成原因。     

掺杂YCa4O(BO3)3晶体的生长与性质研究

采用提拉方法,首次使用铂坩埚在大气气氛下生长出大尺寸,高质量的非线性光学晶体YCa4O(BO3)3(YCOB).典型晶体尺寸为直径15～20mm,长度30～40mm.对晶体进行掺杂改性研究,已分别生长出掺杂浓度为5;的Nd:YCOB,Er:YCOB和掺杂浓度为20;的Yb:YCOB晶体.对沿不同方向生长的晶体的习性和缺陷进行了研究.晶体的生长是以典型的二维成核层状生长进行的.当沿方向生长时,晶体易出现(010)面孪晶及方向的解理面;而沿〈010〉方向生长时,可避免孪晶和解理面的出现.我们认为〈010〉方向为最佳生长方向.通过测量晶体的室温透过谱发现掺杂的YCOB晶体在深紫外(220nm)有较高的透过率(80;).初步的自倍频实验可观察到Nd:YCOB晶体能够在811nm的LD泵浦下产生较强的绿光,并且阈值较低.这表明掺稀土的YCOB晶体可能是一种有应用前景的自倍频激光材料.     

燃烧火焰法沉积金刚石的晶体形貌

本文研究了在大气中用燃烧火焰法沉积出的金刚石的结晶形态。结果发现，所沉积出的金刚石除了同体和十四面体单晶外，还有尖晶石型、伪五角型、二十面体型及球型等多重孪晶颗粒（ＭＴＰＳ），并与实验模型进行了对比观察。所有ＭＴＰＳ大多是以｛１１１｝面为孪晶面。在｛１１１｝面上还有大量层错和显微孪晶。本文还对产生上述晶体形貌的原因进行了理论分析。     

Cd0.8 Mn0.2 Te晶体生长及结晶质量评价

采用垂直布里奇曼法生长了尺寸为φ30 mm×120 mm的Cd0.8Mn0.2Te晶锭.采用X射线粉末衍射及X射线双晶摇摆曲线分析了晶体的结构与结晶质量,结果显示所生长的晶体为单一立方闪锌矿结构,半峰宽为47.2aresec,结晶质量良好.采用化学腐蚀方法显示了晶体中的多种缺陷,包括位错,Te夹杂和孪晶.采用光学显微镜,扫描电镜和X射线能谱仪对缺陷形态和分布进行了研究.结果表明,晶体中位错密度在105～106cm-2之间.晶体局部存在Te夹杂相,尺寸为l～5μm.晶体中孪晶主要以共格孪晶存在.并提出了缺陷形成的原因和减少缺陷的方法.     

KBe2BO3F2和RbBe2BO3F2晶体中的孪晶缺陷

通过化学腐蚀和偏光显微镜,对KBe2BO3F2(KBBF)和RbBe2BO3F2 (RBBF)晶体中存在的一种条状孪晶缺陷进行了研究,观察了孪晶习性,探讨了其孪晶律,并结合晶体生长情况对该孪晶的形成原因进行了分析.     

GdCa4O(BO3)3:Yb晶体沿倍频方向的生长和自倍频性质

本文首次报道了利用倍频方向的籽晶生长GdCa4O(BO3)3:Yb(GdCOB:Yb)晶体,通过控制温场及生长速度可以得到高光学质量的晶体.分析了晶体的生长习性及孪晶的形成.通过与b向生长的晶体相比较,认为以倍频方向生长的晶体加工器件时,可以极大地提高利用率(从50;提高到90;).测量了晶体的室温透过谱和荧光谱.利用976nm的激光二极管及列阵二极管作为泵浦源,测量了晶体沿最佳倍频方向的激光输出及自倍频性质.     

Ce:YAP晶体生长和光谱性质

本文报道了用中频感应加热提拉法生长Ce:YAP晶体,晶体尺寸为35mm×80mm.在部分晶体中观察到了开裂、解理、孪晶、云层、核心和生长层等宏观缺陷,分析了缺陷与晶体生长温度梯度等因素的关系,对晶体样品进行了吸收光谱和荧光光谱分析.     

Ti,Fe离子掺杂对水热法合成蓝宝石晶体的影响

本文研究了掺杂Fe、Ti离子对水热条件下合成α-Al2O3晶体的颜色和晶体形态的影响.在较低温度(430℃)和较低压力(40MPa)下合成出了蓝色刚玉晶体.在未掺入其他的离子时,水热反应生成透明α-Al2O3六棱柱形晶体.当在反应介质中加入FeSO4*7H2O时,水热反应生成黑色α-Al2O3晶体,晶体呈六棱柱体.加入FeSO4*7H2O和TiCl3时,生成的蓝色宝石晶体显露高指数晶面,晶体长度300μm,另外还生成大量的薄水铝石晶片.加入FeSO4*7H2O和TiCl4时,蓝宝石晶体显露底面{0001},柱面{1120},和菱面{1123},最大的孪晶长度为200μm,最小的晶粒只有2μm;同样有大量的薄水铝石晶片生成,还伴生有少量针状TiO2金红石晶体.     

配合物晶体MnHg(SCN)4的晶形分析

配合物晶体MnHg(SCN)4中维系晶体结构的化学键是-Mn-NCS-配位键.从MnHg(SCN)4晶体中配位键的分布特点出发,对属于点群4的单形四方四面体、四方柱和平行双面进行分析,确定晶形中不能出现平行双面{001}、四方柱{110},可以出现的单形为四方四面体{101}和{011}及四方柱{100},而且四方四面体{101}和{011}单形最发育.由结构分析得出的晶形特点与实际晶体晶形特点相符.     

白宝石晶体的高温强度及强化技术研究进展

白宝石高温强度的降低主要是由于c轴方向受到压应力时产生r面双晶所引起的.高温强度的下降导致其抗热震性能降低,从而限制了白宝石晶体作为红外窗口和头罩材料的应用.白宝石晶体的强化主要以消除双晶核以及控制双晶的扩展来实现.本文分析了影响白宝石强度的主要因素,在此基础上对目前白宝石晶体强化的方法进行了总结和分析.     

Reducing Inversion Twinning in Single Crystal Growth of GaPO4

Gallium orthophosphate (GaPO₄) single crystals were grown by the reverse temperature gradient method from phosphoric acid solutions under hydrothermal conditions. Twins after (110) were studied by etching faces having been cut perpendicular to one of the twofold axes. Based on the determination of the twin boundary position as well as on the knowledge of the growth rates of different crystallographic forms, a few faces have been chosen to be quite promising for growing high‐quality GaPO₄ single crystals if they are offered at the referring seed crystal. From the characterization of the grown crystals conditions have been found, which may lead to the reduction of the inversion twin number during the growth process.     

直拉法单晶炉随动式加热器设计

单晶炉是一种在以高纯氩气为主的惰性气体环境中,用石墨热场加热,将多晶硅材料加以熔化,用直拉法生长单晶硅的设备,在太阳能单晶硅拉制的过程中,如何提高拉晶的速度和质量以及降低设备的能耗一直是单晶硅厂家永恒的追求。本文从机械结构的角度分析了坩埚上升在单晶炉拉晶过程中所造成的拉晶速度下降和额外能耗问题,在此问题的基础上提出了一种加热器随坩埚在拉晶过程中上升的单晶炉结构优化方法,并通过有限元仿真对单晶炉优化前后晶体和熔体的热场以及拉晶过程中加热器功率进行分析。结果表明,改进后的单晶炉不仅可以提高拉晶过程的稳定性和拉晶速度,从而进一步提高单晶炉的拉晶质量和产量,而且还能有效降低单晶炉拉晶的能耗。     

一维纳米银柱、银棒及银线的生长机理研究

在纳米尺度范围,以合适的物理与化学方法可以得到纳米银的多种结晶形态及其聚形,得到简单的、复杂的孪晶;也可以得到平行连生生长成的纳米银柱、纳米银棒,得到以多重孪晶生长纳米银线.以结晶学、晶体结构、晶体化学理论为基础,研究了银纳米颗粒形成不同形态结晶的机理,探讨了一维纳米银柱、银棒与银线的不同生长机理.     

Fe3+对KDP晶体生长影响的研究

金属离子对KDP晶体的影响是多方面的.本文采用不同的过饱和度,在不同的Fe3+掺杂浓度的生长溶液中生长KDP晶体,定量地研究了Fe3+对KDP晶体生长的影响.实验发现,无论是在高过饱和度还是在低过饱和度下生长KDP晶体,在一定的浓度范围内,Fe3+的掺入既可以增加生长溶液的稳定性,又可以有效抑制晶体柱面的扩展,而且晶体基本不楔化,同时,对晶体光学性能的影响也不大.     

Growth morphology of crystals from kinetic and geometric perspective

The growth morphology of crystals is analysed from macroscopic point of view and the recent developments in this field are surveyed. In particular, it is shown that, for specific geometry characterized by interfacial angles a given face can increase in size for a very wide range of relative growth rates and need not be the slow‐growing face. Even growing faster than the neighbouring faces, such a face can increase in its size. However, there are other faces with other specific geometry, which can decrease the size growing more slowly than one of the neighbouring faces. If the growth time is sufficiently long, such a face may disappear and not be represented in the final crystal morphology. In the present survey the concepts given earlier [5] are extended. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

水热法KTP晶体生长与宏观缺陷研究

本文报道了水热法KTP晶体的生长工艺及晶体生长形态,系统研究了水热法KTP晶体的宏观缺陷,其宏观缺陷主要为添晶、生长脊线、裂隙和包裹体.提出了晶体生长工艺的改进措施,如提高原材料和试剂的纯度、调整籽晶的悬挂方式、减少籽晶的尺寸等,都可以减少晶体的宏观缺陷,提高晶体的质量.//(011)切向的籽晶生长的晶体质量较高,且能很好地应用于激光器件中.     

CuIn1−x GaxS2 wide gap absorbers grown by close-spaced vapor transport

The molecular structure of ranitidine hydrochloride (RAN-HCl) has an important influence on the growth of individual crystals and consequently the physical properties such as bulk solid density. This paper suggests that the correct structure of the nitroethenediamine moiety in the Form 2 RAN-HCl is a mixture of enamine and nitronic acid tautomers. Thermal analysis showed that the difference between the two forms is configurational rather than conformational. It also showed explosive type of degradation at the melting point of both forms. Solid-state NMR studies suggest that Form 2 contains molecular disorder whereas Form 1 may be more ordered. A single crystal X-ray study confirms the disorder in Form 2 but a similar study on Form 1 could not be performed and its suspected order can only be inferred. It was found that significant amounts of strongly polar solvents such as methanol and water would favour the production of Form 2; while anhydrous less polar or non-polar solvents will result in the production of Form 1. Chloride ion acts as the bridge between the individual molecules of RAN-HCl in the crystal structure of Form 2.