Direct Growth of Aggregates on {110} Faces of Cadmium Mercury Thiocyanate Crystals

New growth phenomena ‐ direct incorporation of aggregates have been observed on the {110} faces of cadmium mercury thiocyanate CdHg(SCN)₄ crystals by atomic force microscopy. These aggregates grow in two forms: some directly cover up the steps and forms new growth layers; while others are just incorporated at the step edges. These aggregates, which are mostly oriented along [111] direction, are formed by small columnar structural units. The aggregates have the similar structure of CdHg(SCN)₄ crystals and greatly vary in nature with the variation of solution supersaturation σ and growth time t. With the increase of σ the aggregates become larger, consistent with the variation of growth units dimension with the supersaturation; and with the increase of growth time the aggregates become more structurally substantial. These observations have led to a new understanding about the crystal growth.     

晶体表面结构和负离子配位多面体生长基元

本文讨论了晶体表面结构和负离子配位多面体结晶方位的关系.指出了晶体表面结构,显示了负离子配位多面体在晶体生长过程中的结晶轨迹.因此,运用负离子配位多面体生长基元理论模型,晶体的生长机制可以通过对晶体表面结构的分析得以解释.     

负离子配位多面体生长基元和晶体形貌

本文运用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了负离子配位多面体在异质同构和同质异构晶体中的结晶方位和其形态之间的关系,发现晶体的生长习性与负离子配位多面体在不同面族上相互联结的稳定性密切相关.负离子配位多面体以顶角相联最稳定,以边相连次之,以面相连最不稳定.同时,本文用负离子配位多面体生长基元理论模型对极性晶体ZnO和ZnS的生长习性也做了一定的解释.     

溶液法生长氘化磷酸二氢铵(DADP)晶体及其性能研究

使用优级纯的NH4H2PO4(含量＞99.5;)和重水(纯度＞99.5;)为原料,在重水中经过三次氘化重结晶,获得含氘量＞95;的结晶原料.上述DADP晶体作为原料配成1000ml的饱和溶液,用降温转动法生长出22mm×23mm×78mm尺寸的透明大晶体,并且测定其晶体结构、透过光谱和激光损伤阈值.从数据分析来看在最重要的光谱应用波段(1.06μm附近)DADP晶体综合性能是很优越的,这使得DADP有利于作为电光晶体材料和制作高频高灵敏度的电光器件.     

底部籽晶法:一种高温溶液晶体生长新方法

为了从高温溶液中生长非一致熔融的单晶材料,发展了一种叫做"底部籽晶法"的新生长方法.通过设计大的垂直温度梯度,解决了助熔剂或高温溶液对籽晶的侵蚀问题;采用后加热系统,有效地控制了晶体的开裂.采用底部籽晶法,成功地生长了新型弛豫铁电晶体(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(0≤x≥0.2)、近化学计量比LiNbO3晶体以及非线性光学晶体铌酸钾锂K3Li2-xNb5+xO15+2x(0相似文献   

绿柱石晶体的水热法生长及特征研究

采用温差水热法,以分析纯的Al(OH)3和BeO以及无色纯净的石英为原材料,球形和//s(1121)的片状无色绿柱石为籽晶,在复杂的盐酸混合溶液中生长了无色透明的绿柱石晶体.利用双圈反射测角仪、电子探针、X射线衍射仪和红外光谱仪等仪器,对合成绿柱石晶体的形态、成分及晶体结构进行了详细的研究.结果表明,合成的绿柱石晶体为六方短柱状,主要发育平行双面c{0001}、六方柱m{1010}、a{1120}和六方双锥p{1011}四种单形.合成的绿柱石晶体的成分中(Na2O+ K2O)的质量分数约为0.59;,且c0/a0值为0.9988,可归属于"正常"绿柱石向"四面体"绿柱石的过渡范畴.在中性或弱碱性环境体系中,通过调整绿柱石中各成分的百分含量,有望在更低的温度、压力条件下合成出高质量的板柱状绿柱石晶体.     

反式二苯乙烯(TSB)的溶液法晶体生长

本文观测了TSB在苯甲醚等有机溶剂中的结晶习性,测定了相应的溶解度曲线和亚稳区.采用溶液降温法在50~30 ℃的温度范围内进行晶体生长,获得透明度好的厘米级TSB晶体.通过对所得晶体进行X射线粉末衍射、紫外-近红外透过光谱、吸收光谱和紫外荧光光谱等测试,表明:本实验使用的不同生长溶剂对TSB晶体结构不会产生影响,所得晶体在410~1000 nm波长范围内透过率不低于80;,而在200~360 nm范围内有吸收,在波长为272.8 nm的激发光作用下,得到较强的荧光峰,峰位为386 nm.     

溶液、熔体中负离子配位多面体生长基元的分布与缔合

根据对晶体生长溶液、熔体拉曼光谱的测试结果,剖析了溶液和熔体中负离子配位多面体的分布及其缔合过程,总结出了不同过饱和溶液和不同过冷度熔体中负离子配位多面体生长基元的缔合形式和维度的规律.在靠近晶体的边界层处已出现与晶体结构相同或相似的大维度生长基元.实验表明,生长基元的分布和缔合与溶液过饱和度和熔体过冷度密切相关,从而提出用拉曼光谱进行实时监控,寻找最佳生长物化条件,优化晶体生长边界层的厚度和大维度生长基元的数量,为选择最佳工艺条件提出理论依据.     

高温溶液法生长SiC单晶的研究进展

碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,不仅禁带宽度较大,还兼具热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射性能强、热稳定性和化学稳定性好等优良特性,在高温、高频、高功率电力电子器件和射频器件中有很好的应用潜力。高质量、大尺寸、低成本SiC单晶衬底的制备是实现SiC器件大规模应用的前提。受技术与工艺水平限制,目前SiC单晶衬底供应仍面临缺陷密度高、成品率低和成本高等问题。高温溶液生长(high temperature solution growth, HTSG)法生长SiC单晶具有晶体结晶质量高、易扩径、易实现p型掺杂等独特的优势,有望成为大规模量产SiC单晶的主要方法之一,目前该方法的主流技术模式是顶部籽晶溶液生长(top seeded solution growth, TSSG)法。本文首先回顾总结了TSSG法生长SiC单晶的发展历程,接着介绍和分析了该方法的基本原理和生长过程,然后从晶体生长热力学和动力学两方面总结了该方法的研究进展,并归纳了该方法的优势,最后分析了TSSG法生长SiC单晶技术在未来的研究重点和发展方向。     

熔体温度对负离子配位多面体生长基元聚集体结构的影响

据Na2SiO3与BaB2O4晶体和熔体的高温拉曼光谱测试结果综合分析后提出:熔体的温度对负离子配位多面体生长基元相互联结的聚集体结构有影响.在高温熔体中,高电价、离子半径小的阳离子配位多面体往往孤立存在.当熔体过冷度大时,孤立的负离子配位多面体顶角上的氧与低电价、离子半径大的阳离子配位构成大维度的聚集体.同质异构晶体的熔体拉曼谱都显示出相同的孤立负离子配位多面体振动峰.     

Preparation and Characterization of Nonlinear Optical Crystal Materials: Cadmium Mercury Thiocyanate and its Lewis Base Adducts

Cadmium mercury thiocyanate (CdHg(SCN)₄, CMTC) and its two lewis base adducts: cadmium mercury thiocyanate dimethyl‐sulphoxide (CdHg(SCN)₄(H₆C₂OS)₂, CMTD) and cadmium mercury thiocyanate glycol monomethyl ether (CdHg(SCN)₄(C₃H₈O₂), CMTG) have been discovered as nonlinear optical (NLO) crystal materials. Their structural, optical and physicochemical properties were characterized by X‐ray powder diffraction (XRPD), infrared spectroscopy, vis/UV/NIR spectra and thermal analysis. It is discovered that their transparency cutoffs lie in the UV region and CMTD crystals possess the shortest cutoff wavelength among the three crystal materials.     

非线性光学晶体BaBPO5的生长、结构研究

本文采用顶部籽晶高温溶液法,以Li4P2O7为助熔剂,生长了大尺寸BaBPO5单晶.进行了BaBPO5晶体的结构测定,结果表明该晶体属三方晶系,空间群:P3221,晶胞参数为a=b=0.71329(10)nm,c=0.70368(14)nm,α=β=90°,γ=120°, Z=3.该晶体结构中沿[001]方向存在BO4四面体链,每一个硼氧四面体用它的两个顶点分别与两个PO4四面体相连组成螺旋状的链.硼氧四面体、磷氧四面体和钡氧多面体结合在一起形成一个三维网络结构.同时,对BaBPO5的粉末倍频效应进行了研究.     

Investigation on the Aqueous Solution for Growth of Bimetallic Thiocyanate Complex Crystal Materials

The stability of cadmium mercury thiocyanate (CMTC) crystal growth solution was mainly discussed. The effects of temperature, pH value, time and KCl concentration on CMTC crystal growth were investigated. The effects of pH value and KCl concentration on crystallization habit of CMTC were also studied. The results show that when pH value ranges from 2.5 to 3.8, the solution is relatively stable, under the condition of pH ≤ 2.0 or pH ≥ 4.0, the solution has poor stability and some powder appears. The solution becomes unstable at high temperatures. When the concentration of KCl is more than 27% there has not generated CMTC crystal in the solution, a new kind of material produced from solution. The pH value and KCl concentration affect crystalline morphology of CMTC crystal.     

结晶生长的化学键合理论

针对一般晶体的生长过程,在测定相应溶液(熔体)组成结构的基础上,我们引入了晶体生长过渡相区的概念,并采用键价模型来衡量生长过程中发生变化的化学键的键强度。过饱和溶液(熔体)中的生长单元经过生长过渡相区时,依据彼此之间弱的化学键合作用来微调其内部强的化学键,并以单个生长单元或者生长单元的简单连接体的形式键合进入晶格。在整个结晶生长过程中,生长单元之间弱的键合作用对整个结晶过程(生长速度、晶相的形成)起着决定性作用;同时,中等强度的化学键在生长过渡相区中的变化情况对晶体的最终形貌具有重要影响。     

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.     

Effect of Pb on the properties of Sr2YRu1‐xCuxO6 crystals grown from PbO‐PbF2 solutions at high temperatures

Single crystals of Sr₂YRu_1‐xCu_xO₆ with x=0 and x=0.1 were grown using PbO‐PbF₂ based solutions at different temperatures in the range 1150–1350°C. The influence of Pb from the solutions and the Cu from the solid solutions of Sr₂YRu_1‐xCu_xO₆ on the resulting crystals was studied using microstructure and magnetic property measurements. The peaks in the powder X‐ray diffraction patterns and Raman spectra do not change in the case of x=0 crystals but shift in the presence of Cu. A diamagnetic transition indicative of superconductivity was observed in the presence of Cu and an antiferromagnetic behavior with x=0. Based on these results it is concluded that Pb may not be incorporated in the crystals and even if it does the influence is not observed. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

熔盐提拉法生长大尺寸KGW晶体及其拉曼特性研究

β-KGd(WO4)2(简称KGW)晶体是一种兼具激光基质和拉曼性能的优秀材料,受到了广泛的关注和研究.采用熔盐提拉法生长了尺寸>60 mm、质量>800 g的KGW晶体,光学均匀性为1.34×10-5.在生长的晶体中,观察到了包裹体聚集层、空洞和开裂等较大尺寸缺陷,并探讨了原因.初步的激光实验实现了1151.3 nm拉曼激光输出,功率80 mW,拉曼频移为898.2 cm-1.     

SiC单晶生长热力学和动力学的研究

升华法生长大直径碳化硅(SiC)单晶一直是近年来国内外研究的重点,本文对Si-C系中的Si,Si2,Si3,C,C2,C3,C4,C5,SiC,Si2C,SiC2等气相物种的热力学平衡过程进行了研究,发现SiC生长体系中的主要物种为Si,Si2C,SiC2.生长初期Si的分压较高,从而SiC生长为富硅生长模式.对外加气体进行研究发现,氩气为最好的外加气体,它既可以有效地抑制Si物质流传输,又可以减缓扩散系数随温度升高而递减的趋势.建立了简单一维传输模型,对三个主要物种的动力学输运过程进行了研究,计算得到了两个温度梯度下的主要物种的物质流密度.     

优质DKDP晶体的点状籽晶生长及其表征研究

本文在研究DKDP溶液稳定性的基础上,采用Z切点状籽晶(5mm×5mm×3mm)生长了多块DKDP晶体,在250ml和1000ml生长瓶中分别获得了在[100]和[001]向生长速度可达到3mm/d和4.5 mm/d的点状籽晶生长优质DKDP晶体的生长条件.通过等离子体发射光谱(ICP)和紫外可见光谱分析发现DKDP晶体柱面的金属离子含量比锥面高,柱面的紫外可见吸收比锥面大.性能测试结果表明,点状籽晶全方位生长的DKDP晶体的激光损伤阈值约为5GW/cm2、半波电压约为4kV、动态消光比约为1600∶1,发现与传统方法生长晶体的性能没有明显的差别.     

熔体分层对BaBiBO4晶体生长的影响

研究在用助熔剂法生长BaBiBO4晶体的过程中,熔体分层对晶体生长的影响.以Li2Mo3O10作为助熔剂,采用自发成核和顶部籽晶两种方法来生长晶体.对于这两种方法得到的晶体,用X射线粉末衍射及拉曼光谱进行了表征,结果显示,在晶体生长过程中,由于熔体分层,导致通过自发成核和顶部籽晶分别得到BaMoO4多晶和LiBaB9O15单晶两种不同的物相.