氮化铝晶体的生长惯习面和晶体形态

本文采用氧化铝碳热还原方法制备出了多种形态的氮化铝单晶(晶须).通过透射电子显微镜电子衍射和X射线单晶衍射分析,确定了氮化铝单晶常见的生长惯习面,并分析和讨论了氮化铝晶须形态与氮化铝晶体结构与生长惯习面的关系.具有规则六棱柱锥形的AlN晶须的生长取向为[0001]晶向,而叶片状和四方截面形状的AlN晶须则大多沿〈21-1-3-〉晶向进行生长,细小的薄片状AlN晶须则多以{101-0}面和{101-1}面为生长面.     

水热合成奇异形态的ZnO晶体

本文采用水热法,以3mol/L KOH为矿化剂,填充度35;,温度430℃,在Zn(OH)2中添加SnCl2·2H2O,添加量为Sn2+:Zn2+=2;条件下,合成出ZnO晶体.产物中除了大量短六棱柱形晶体外,还出现了部分冰激凌形晶体.六棱柱形晶体具有典型的ZnO特征,显露正极面c{0001}、负极面-c{000-1}、柱面m{10-10}、正锥面p{10-11}和负锥面-p{10-1-1}.而冰激凌形晶体有明显的六棱锥晶体外壳,X光能谱(EDS)检测证实晶体各部位的组分均为ZnO.     

晶体物理性质的空间轴转动对称性

用群论方法导出具有SO(2)群对称性的一般三阶、四阶张量形式;进而给出具有这种对称性的压电、线性电光、二阶非线性极化、弹光、二次电光、电致伸缩、弹性及三阶非线性极化系数矩阵的一般形式.指出含有4度或6度转轴的非中心对称晶类的压电、线性电光及二阶非线性极化性质,以及所有六方晶类的弹光、二次电光、电致伸缩、弹性及三阶非线性极化性质具有关于晶体中唯一高次轴的任意旋转对称性.对所得结果作了讨论.     

晶体的生长习性与配位多面体的形态

本文由配位多面体生长习性法则分析了ZnS,锐钛矿和γ-AlO(OH)晶体的生长习性.发现ZnS晶体的各晶面的生长速度为:v(111)＞v(001)=v(010)=v(100)＞v();锐钛矿各晶面的生长速度为:v(010)=v(001)＞v(110)＞v(111);γ-AlO(OH)晶体各晶面的生长速度为:v(100)＞v(001)＞v(101)=v(110)＞v(010).此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好.指出了当晶体结构中配位多面体只有一种方位时,此晶体的生长习性与配位多面体的形状相类似.即配位多面体顶点指向的方向生长速度快;面指向的方向生长速度慢;棱指向的方向生长速度介于两者之间.此外,本文还指出了PBC理论在分析极性晶体的生长习性时存在的缺点.     

生长溶液配比对MnTeMoO6晶体形态的影响

采用顶部籽晶溶液法生长Mn Te Mo O6晶体,研究了在不同配比生长溶液中Mn Te Mo O6晶体的实际生长形态,模拟计算了Mn Te Mo O6晶体的理想生长形态,探讨了生长溶液配比对晶体形态的影响,选择的3种生长溶液中Mn Te Mo O6∶Te O2∶Mo O3摩尔比分别为1∶2∶2、1∶3∶2和1∶3∶3。结果表明,在3种配比的生长溶液中Mn Te Mo O6晶体的(110)面具有最大的面网密度和最小的生长速率;生长溶液中Te O2和Mo O3的含量和比例影响了晶体在不同方向的生长速率,从而影响到Mn Te Mo O6晶体的实际生长形态。     

晶体人生丨介万奇:辐射探测半导体晶体拓荒者

介万奇教授是我国人工晶体领域著名专家,在晶体生长与凝固技术方面取得了诸多令人瞩目的成就,尤其在室温核辐射探测用CdZnTe晶体的生长、器件制备及其产业化方面成绩显著。本次访谈中,介万奇教授从学科发展角度和国家实际需求出发,简要回顾了自身如何与功能晶体结缘,介绍了近些年带领团队在Ⅱ-Ⅵ族半导体晶体生长理论、工艺技术及应用等方面取得的进展。着重阐述了室温核辐射探测器用碲锌镉(CdZnTe)晶体的重要价值,以及半导体晶体在辐射探测领域的应用前景与挑战,并结合自身实践进一步分享了对做科研和做产业、基础理论和工程应用之间不同的理解与认识。针对我国晶体材料未来的发展,建议科研人员可多从物质新性能或新机理角度开展研究,这将对探索新材料有重要参考。     

从人工晶体研究发展历程浅谈基础理论研究的引领作用

人工晶体是信息社会中关系国民经济和国家安全的战略性关键材料。我国人工晶体研究总体处于国际先进水平,部分晶体居国际领先地位,特别是系列“中国牌”晶体的发明和发现引领了人工晶体发展方向,满足了国家重大需求。本文作为山东大学“主题教育”的研习成果,立足于晶体材料国家重点实验室60余年的发展历史,梳理了我国人工晶体的发展历程以及实验室近年来的部分先进成果,“管中窥豹”,浅谈了基础理论研究对学科的引领和支撑作用,并在此基础上提出了相关的思考和建议。希望能给我国人工晶体乃至自然学科的发展策略和方向提供一点有益的借鉴。     

CsI(Tl)闪烁晶体研究进展

CsI(Tl)闪烁晶体光产额高于BGO晶体4倍多,辐照长度较NaI(Tl)晶体短,机械性能好,是一种优良实用的闪烁晶体材料.CsI(Tl)晶体的发光中心包括激活剂发光中心[Tl(Ⅰ)和Tl(Ⅱ)]和辐照诱导缺陷发光中心.CsI(Tl)晶体的发射谱峰值位于550nm,能与硅光二极管配合组成性能优良的探测器,广泛应用于核技术和高能物理等领域.目前主要采用坩埚下降法和连续加料法生长.本文综述了CsI(Tl)闪烁晶体的生长、缺陷、闪烁性能及其应用领域的研究与发展趋势.     

香花石形态所反映的一种可能的孪晶结构

香花石是我国发现的第一个新矿物,它的形态非常复杂.本文基于香花石形态上出现了左形与右形相聚的现象,对香花石形态进行了重新思考,认为同一单形的左形与右形不能相聚形成单晶体,只能形成孪晶,因此,对原香花石晶体图进行了一些修正,认为原香花石晶体图可能是一个孪晶图.这对深入认识晶体形态及晶体对称理论、澄清长期以来人们并没有足够重视的一些基本概念有重要意义.     

数学在晶体形貌研究中的应用

本文介绍了在各个历史时期数学在晶体形貌研究中的应用,重点介绍了我们近年来对数学特别是分形数学在远离平衡形貌及集合体形貌的研究中的应用.     

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。     

一些溶液法生长的晶体非平衡枝状形貌及其对称性分类

本文基于一些简单的溶液法晶体生长实验及观察,对非平衡枝状晶体形貌进行了对称性探讨,并提出一种依据晶体的对称性对非平衡形貌进行分类的方案,即:形貌具各向异性且完全受晶体本身的对称性控制,称枝晶;形貌总体具各向同性但局部具各向异性,这种局部各向异性与晶体本身的对称不完全一样,但与晶体本身对称有关,称枝蔓晶;形貌具各向同性,不受晶体本身的对称控制,称密枝(或球粒晶).这一分类方案对进一步认清非平衡枝状形貌的本质特征、规范一些形貌术语有重要意义.     

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.     

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.     

氟硼铍酸钾晶体的生长、表面形貌和缺陷

采用自发成核方法,以KF-B2O3为助溶剂,在KBBF∶KF∶B2O3为1.5∶5.0∶0.8的体系中,较为重复地生长了尺寸较大的KBBF晶体,从中可加工出10mm×10mm×1.5mm的样品供测试和非线性谐波输出应用.晶体的理想外形由{0001}、{1010}、和{1011}三组单形构成.其宏观缺陷主要为连生、孪生、包裹体,宏观生长台阶和条纹、开裂等.并观察了晶体的表面形貌.     

氢键影响羟基磷灰石结晶形态的理论模型研究

在矿化环境下,羟基磷灰石晶体生长习性受矿化剂的影响.本文着重研究了氢键对羟基磷灰石结晶形态的影响,建立了矿化剂OH-晶面OH动态平衡吸附模型,引入动态平衡吸附参数k,用来描述这种影响的程度.根据Wulff定理,通过结晶学计算可知随着羟基磷灰石晶体的长大,{10 10}邻位面最终将消失;若不存在矿化剂(k=0)或者矿化剂对羟基磷灰石晶体的氢键作用很小(0≤k≤0.11865)时,{10 11}晶面也将逐渐消失;矿化剂对羟基磷灰石晶体的氢键作用较大(0.11865＜k＜1)时,{10 11}晶面将保留;作出长径比H～k曲线,可知H随k的增大而增大,k对H影响甚微.     

有机模板诱导/均相沉淀法对羟基磷灰石(HAP)晶体形貌的控制生长

通过添加不同有机模板剂,采用均相沉淀法,制备了粒状、柱状、晶须状、片状、多孔状羟基磷灰石(HAP).利用TEM及SEM对其晶体形貌进行了表征,结果表明:不同有机模板剂的氢键作用能力对HAP六方柱面m{1010}、平行双面c{0001}、六方锥面o{1011}表面能的影响决定了这些晶面的相对发育程度,从而实现了HAP晶体形貌的控制生长.     

晶体结构控制晶体形态的理论及应用

本文对比分析了研究晶体宏观形貌与内部结构关系的3种主要理论,即布拉维法则、周期键链理论和负离子配位多面体生长基元理论.提出利用布拉维法则,结合晶胞形状及结构中螺旋轴、滑移面的影响,可以更准确地分析晶体的习性,并据此对晶体习性进行了分类.