负离子配位多面体生长基元的理论模型与晶粒形貌

本文介绍了一种新的形貌判定准则--配位多面体生长习性法则.首先在负离子配位多面体生长基元模型的基础上建立了晶体的生长机理模型和界面模型,在此基础上提出了晶体形貌判定法则.即晶体的各晶面的生长速度与其结构中的配位多面体在界面上显露的元素种类有关.显露配位多面体顶点的晶面生长速度快,显露面的晶面生长速度慢,显露棱的晶面生长速度介于两者之间.此外,晶体的各晶面的生长速度还与配位多面体在界面上显露的元素数目有关.显露配位多面体元素数目多的晶面生长速度快.根据此法则成功地解释了γ-AlO(OH)晶体和极性晶体ZnO,SiO2的形貌特征.最后,本文还提出了两种晶体形貌的调制方法,即添加剂调制法和过饱和度调制法.成功地调制了ZnO晶体的形貌.     

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.     

水热条件下ZnS晶体的极性生长机制与双晶的形成

本文从结晶化学角度出发,研究了ZnS晶体的极性生长的习性机理和双晶的形成,认为闪锌矿硫化锌晶体的结晶形貌主要是由正极面{111}和负极面{()}的显露程度不同所决定的,而正、负极面的显露与否与溶液的碱度密切相关.溶液碱度增加,正极面生长速率逐渐减慢,与负极面生长速率差异减小,晶粒形貌由四面体形变为以正、负极面同时显露的六四面体形和四角锥体,这主要是由于溶液中OH-在正极面上的吸附并影响了正极面生长的缘故;ZnS双晶的形成是由于溶液中存在正离子配位多面体[S-Zn4]6+和负离子配位多面体[Zn-S4]6-两种生长基元并相互结合构成双晶核所致,溶液中正、负配位四面体生长基元的多少与Zn2+、S2-的含量有关.由此合理地解释了晶体的极性生长和双晶的形成机制.     

蓝紫光倍频材料硫氰酸汞镉晶体生长动力学和机理的研究

利用倒置相差显微镜观察了用于蓝紫光倍频的硫氰酸汞镉晶体(CdHg(SCN)4)在3;的KCl溶液中的生长形貌:在(100)面上呈现为生长直线台阶列,在锥面上呈现生长丘.在溶液循环流动的情况下测量了晶体的生长速率,发现晶体在过饱和度低于2.5;时不生长.计算了晶体不同面的界面相变熵因子.通过三者综合分析得到晶体为多二维成核生长机制.     

溶液降温法生长硒酸氢铷(RHSe)晶体

本文测定了硒酸氢铷(RHSe)在水中的溶解度～温度曲线,并采用溶液降温法,克服了RHSe晶体生长时易漂晶、爬晶等不利因素,生长出大尺寸硒酸氢铷(RHSe)单晶.对晶体生长条件、生长形态以及晶体的宏观缺陷作了初步的探讨.     

一水甲酸锂晶体生长界面过饱和度的测量

本文采用激光全息相衬干涉显微术研究了有机非线性光学晶体一水甲酸锂晶体的生长,计算了晶体生长的界面过饱和度.我们的研究结果表明,晶体生长的界面过饱和度随体过饱和度的增加而非线性增加;不同晶面的界面过饱和度不同;当体过饱和度增加到一定程度时,不同晶面的界面过饱和度趋于相同.     

水热法α-Al2O3自发结晶和形态控制

本文研究了高温高压水热法合成α-Al2O3晶体的形态特征.在水热条件下,α-Al2O3的晶体形态和合成温度、矿化剂浓度有密切关系.当KOH浓度和温度较低时(如0.1M KOH,390℃),显露c{0001}、a{11-20}、r{01-12}、n{11-23}晶面.随着矿化剂浓度和温度的提高,晶体r{01-12}和n}11-23}面的显露面积越来越小,直到完全消失(如2MKOH,400℃),晶体只显露底面c{0001}、和柱面a{11-20},呈六棱柱形.     

晶体生长机制和生长动力学的蒙特卡罗模拟研究

采用动力学蒙特卡罗方法,对在完整光滑界面上低过饱和度溶液中的晶体生长机制和动态过程进行计算机模拟,得到了晶体生长速率与溶液过饱和度之间的关系以及晶体生长的表面形态.对以二维成核为主要生长机制的动力学生长规律进行分析,发现了二维成核生长的生长死区以及单核生长转变为多核生长时的过饱和度临界值,讨论了热粗糙度、表面扩散、台阶平均高度以及表面尺寸对晶体平均生长速率的影响.     

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。     

In掺杂对水热法合成ZnO晶体形貌的影响

本文采用水热法,在ZnO中添加In2O3为前驱物,3mol/L KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35;,反应24h,制备了掺In的ZnO晶体.未掺杂In2O3合成的纯ZnO晶体呈六棱锥状,显露负极面-c{0001}、六棱锥面+p{1011}和-p{1011},一般不显露{0001}面.前驱物中掺杂In2O3所合成的ZnO晶体呈六角片状,直径约为5～20 μm,大面积显露{0001}面,另外还显露正锥面+p{1011}、负锥面-p{1011}和负极面-c{0001}.由此可见In掺杂可以明显的改变晶体的形态,使c轴极性快速生长趋向得到明显改善,有利于降低晶体生长缺陷.当采用ZnO晶片为籽晶时,通过水热反应在晶片上生长了一层掺In的ZnO薄膜,通过Hall参数测量得到晶体膜层的电子迁移率约为22cm2/(V·s),载流子浓度约为2×1020 cm-3,具有良好的导电性,同时也说明In可以微量掺入氧化锌晶体.