快速生长KH2PO4晶体的缺陷和{100}生长表面形貌研究（英文）

利用原子力显微镜和光学显微镜观测了快速生长KH2PO4晶体的表面形貌。发现在较高生长温度下的{100}生长表面容易出现二维成核生长机制,在本文的实验条件下,{100}生长表面上的宏观台阶平均高度为2.34nm,而宏观台阶平台宽度的尺寸各不相同。在{100}生长表面上观察到了由杂质阻碍作用引起的台阶聚并和台阶弯曲,并讨论了杂质和生长台阶之间的相互作用机理。利用同步辐射白光形貌术分析了快速生长KDP晶体内部的位错缺陷。     

水热法BSO晶体微形貌及其成因研究

晶体宏观形态和表面微形貌特征是晶体生长机制的具体反映,通过对晶体形貌特征的研究,可以探寻晶体生长的规律,为进一步改善晶体的质量打下基础.本文利用双圈反射测角仪、微分干涉显微镜、倒置金相显微镜等测试手段,对两种不同结晶习性的水热法BSO晶体宏观形态和表面微形貌进行了观察和研究,并探讨了水热法生长的BSO晶体{100}、{110}、{211}、{111}等面族的生长形貌形成原因.     

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。     

快速生长KDP晶体表面的光学显微实时观察

设计了一套溶液降温法晶体生长显微实时观察装置,对快速生长KDP晶体{101}和{100}表面形貌的演化过程进行了实时观测分析.测量了晶体表面生长层切向生长速度随溶液过饱和度的变化曲线,并利用台阶生长动力学方程计算了相关动力学参数.进行了Fe3+掺杂实验,结果表明Fe3+的存在会影响到不同晶面上生长层的动力学系数,从而改变KDP晶体表面生长层的切向生长速度.     

高温高压生长宝石级金刚石单晶的表面特征研究

本文利用高温高压温度梯度法,NiMnCo合金作为触媒,分别采用籽晶{100}和{111}作为生长面,合成了Ib型宝石级金刚石单晶,对其表面特征进行了分析和讨论.结果发现,宝石级金刚石单晶的表面特征不具有唯一性,多数情况下,晶体{111}面明显较{100}面平整,而且{100}面生长台阶的棱角不清晰,经常会出现经触媒融融过的痕迹,并且这种现象的出现跟籽晶生长面不同和合成温度条件高低无关;{111}面有时也会出现明显的生长台阶,棱角清晰,并且形状较为规则.宝石级金刚石晶体表面特征的不唯一性说明晶体表面特征对生长条件稳定性有更高的要求.     

ADP晶体(100)面相变界面的微观结构

ADP晶体{100}面族生长的实时与非实时AFM(Atomic Force Microscopy)研究表明,其相变驱动力为0.01～0.04kT/ωs时,ADP晶体(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度均不到0.3 nm,小于该晶面间距0.75 nm,微观结构表现为光滑界面,与夫兰克模型、特姆金模型相符,并观测到螺位错生长;在相变驱动力为0.053～0.11kT/ωs时,ADP晶体的(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度介于1.8～4.2 nm,大于该晶面间距0.75 nm,微观结构粗糙度增加,趋向于粗糙界面,可用特姆金的弥散界面模型解释,界面上观测到多二维核生长.     

BGO熔体急冷自发结晶形貌

本文研究了BGO熔体在急冷的条件下自发结晶的显露形貌.在急冷的条件下,组成BGO的各个面族自由发育.{321}面族、{211}面族和{111}面族都是按[GeO4]4-四面体以顶角相连的化学键链生长发育的,生长速度快,优先显露,在熔体急冷时保留下来.表面形貌显露不完整的{100}面族是[GeO4]4-四面体以棱相连所对应的面族,生长速度较慢,尚未显露完全熔体就已冷却.从生长速度考虑,在实际生长晶体时以[321]、[211]、[111]方向生长可以获得较快的速度.     

水热法BSO晶体腐蚀像及与晶体对称的关系

对水热法生长的两种不同结晶习性的 BSO晶体进行了腐蚀像的观察研究,得到了{100}、{110}、{211}、{111}晶面的腐蚀形貌特征,建立了BSO晶体腐蚀像在三维空间分布的立体模型。研究发现不同单形晶面的蚀坑形态不同,但都体现了晶体的对称性。不同晶面腐蚀难易程度与晶体结构有关。     

位错对BBO晶体光学均匀性的影响

本文报道了BBO晶体中位错密度对光学均匀性的影响.样品的光学均匀性是利用Wyko RTI 4100型干涉仪进行测量.采用侵蚀法观测BBO晶体{001}面的位错密度,在一定的侵蚀条件下,观察到BBO晶体{001}面上的位错露头为突起的正三方锥形,底边与X轴平行.在显微镜下测量出样品的蚀坑密度.实验证明,随着位错密度的增加BBO晶体的光学均匀性逐渐变差.     

优质立方六面体金刚石大单晶的生长研究

高温高压静压触媒法合成的金刚石单晶,往往呈现六八面体形貌,因为立方六面体单晶{100}面的生长区间相对较小.本研究利用高温高压温度梯度法,自制Fe-Ni合金触媒,通过对合成组装和工艺进行合理调整后,控制晶体在相对低温适合{100}面生长区域内生长,得到的晶体均呈现完整立方六面体形貌;同时为抑制包裹体和其他杂质的进入,人为的提高晶体的径向平铺生长速度,抑制其轴向生长速度.以在33 h内合成的优质立方六面体晶体为例,晶体最大方向尺寸达到7.3 mm,重1.2克拉,其径向生长速度达到0.22 mm/h,轴向生长速度仅为0.08 mm/h,增重速度为7.3 mg/h.     

KDP/DKDP晶体生长的研究进展

采用传统降温法,KDP晶体的生长速度一般在1～2 mm/d,DKDP晶体的生长速度甚至更慢,并且晶体的恢复区域较大,利用率低;而采用快速生长法,晶体的生长速度可以提高到20～50 mm/d,并且晶体的恢复区域小,利用率高.本文回顾了KDP/DKDP晶体生长的研究进展.并重点评述了KDP/DKDP晶体快速生长的研究进展,报道了近年来大尺寸、高质量KDP晶体的研究动态.     

The effect of metallic ions on tapering phenomenon of DKDP crystals and its elimination

The anomalous wedge‐like shape of KH₂PO₄‐type single crystal, also called tapering, is discussed in this paper. DKDP single crystals grew on seeds from the solutions containing high concentrations of Al³⁺, Fe³⁺ and Cr³⁺ impurities. The tapering phenomenon occurred on the prismatic {010} faces, and the tapering angle θ was nearly measured as 10°. We adjusted the pD value of the solution from 3.0 to 4.2 by adding K₂CO₃, the tapering angle of DKDP crystal grown from the same solution at same supercooling was reduced to 0°. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展

KDP/DKDP晶体具有生长方法简单、成本较低、光学性能良好等优点,而可生长出的超大尺寸KDP/DKDP晶体是目前唯一可用于高功率激光工程的单晶材料。但是在晶体的生长过程中存在很多影响因素,同时对晶体进行后处理也会影响晶体的性能,这都直接关系到超大尺寸KDP/DKDP晶体的实际应用。鉴于此,本文综述了近些年超大尺寸KDP/DKDP晶体的重要研究进展, 特别是针对传统生长和快速生长中存在的问题和相应的解决对策以及晶体性能相关的研究,并重点对晶体的透过率、氘化率、激光诱导损伤等进行了分析和讨论。     

Microscopic investigations of morphological structures on the pyramidal faces of KDP and DKDP single crystals

Studying a number of {101} faces of KDP and DKDP single crystals in the as-grown state we found in most cases one, rarely few, clearly stepped growth hillocks covering the whole face. The geometry of these growth hillocks was determined from photomicrographs; the step heights were measured with a profilometer. To prove our results we carried out X-ray topographic investigations and in-situ observations on KDP crystals. In addition we studied the as-grown faces of ADP and LiJO₃ single crystals.     

Ⅰ类高氘DKDP晶片性能研究

受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响,目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料,在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能,然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等有更加严格的要求。本文通过改良的原料合成罐以及生长槽,采用点籽晶快速生长法成功生长出高氘DKDP晶体。按照Ⅰ类(θ=37.23°, φ=45°)切割方式制备样品,并对其氘含量、透过率、光学均匀性以及晶体激光损伤阈值进行测试。实验结果表明,晶体的平均氘含量达到98.49%,在可见-近红外波段下具有较宽的透过波段和较高的透过性能。R-on-1的测试结果显示,在3 ns、527 nm条件下,DKDP晶体的激光损伤阈值达到了19.92 J/cm²。晶体光学均匀性均方根达到了1.833×10^-9,表明晶体具有良好的光学均匀性。     

Growth‐Sector Boundaries and Growth‐Rate Dispersion in Potassium Alum Crystals

Crystals of potassium alum, pure and slightly doped with Cr³⁺, were grown from aqueous solution by slow temperature lowering. In addition, short re‐dissolution periods were introduced in order to provoke growth defects and changes of growth rates. Crystal slices of about 1 mm thickness were studied by conventional LANG X‐ray diffraction topography using MoKα radiation. For Cr‐doped crystals, boundaries between {100}, {100} and {111} growth sectors appear by pronounced dynamical X‐ray topographic contrast similar to that of stacking faults. Re‐dissolution experiments provoke the formation of inclusions on {100} faces, followed by an increase of the {100} growth rate by the factor of about six, relative to the neighboured {111} faces. X‐ray topographs show that this increase is correlated with the formation of dislocations, which interestingly have pure‐edge character. During further growth these dislocations penetrate the {100}‐{111} growth sector boundary and vanish from the {100} face, which slows down and finally adopts its former growth rate before re‐dissolution.     

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.