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1999年 第28卷 第2期
刊出日期：1999-02-15

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晶体生长过程的分子动力学模拟研究

陈柳;程兆年;唐鼎元

1999, 28(2):  109-116. 

摘要 ( 11 )  

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本文采用晶液两层构型方法,分子动力学模拟研究了RbCl和β-BaB2O4(BBO)两种晶体的生长过程.模拟RbCl的晶体生长,可以清晰地观察到结晶时固液界面的运动过程,表明对于简单离子晶体,Fumi-Tosi势和由宏观压缩模量得到的势参数很好的反映了离子间相互作用.BBO的晶体生长模拟使用与RbCl模拟相同的方法,随着经验性的简单约束条件的增加,熔体中(B3O6)环增多.当使用(B3O6)环束缚约束时,实现了BBO晶体模拟生长.模拟结果表明,BBO结晶可能仅在熔体中存在一定量(B3O6)环基元时才能发生.

负离子配位多面体生长基元的理论模型与晶粒形貌

李汶军;施尔畏;仲维卓;殷之文

1999, 28(2):  117-125. 

摘要 ( 10 )  

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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.

熔融BaB2O4急冷玻璃态光谱性质的分子动力学模拟

陈柳;程兆年;汤正诠;唐鼎元

1999, 28(2):  126-134. 

摘要 ( 2 )  

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实验测定和分子动力学模拟研究了熔融BaB2O4急冷玻璃态结构的Raman光谱.在分子动力学模拟产生的瞬态位移和速度基础上,发展了各种相关函数及其Fourier变换和有关动力学性质的计算程序.计算得到了β-BaB2O4晶态和玻璃态的B-O键长自相关函数和O原子相对位移互相关函数,及其Fourier变换得出的Raman光谱.实验与模拟结果表明,在分子动力学模拟中调节势参数k=0.58时,计算的晶体Raman谱主峰在683cm-1,玻璃态Raman谱中BO3的主峰在768cm-1,BO4的主峰在590cm-1,与实验基本相符.模拟结果表明,玻璃体中存在大量BO3基团及少量BO4基团,虽然模拟体系中很少存在B3O6环,但模拟结果亦能大体上与β-BaB2O4的Raman光谱相符.

掺钕钒酸钇单晶光谱与激光特性

孟宪林;张怀金;祝俐;吕孟凯

1999, 28(2):  135-139. 

摘要 ( 6 )  

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测量了掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)单晶的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命,进行了激光二极管(LD)泵浦激光实验.Nd:YVO4激光器理想的泵浦光是波长808.6nm的π偏振光;Nd:YVO4晶体主发射峰波长为1064.3nm;含Nd原子浓度为1.22;的Nd:YVO4晶体荧光寿命为95μs;泵浦阈值功率为20mW,斜效率为56.39;.研究结论:Nd:YVO4晶体是制作LD泵浦全固态激光器的理想材料.

Cr4+,Yb3+:YAG晶体的生长及其吸收特性

董俊;邓佩珍;徐军;陈伟

1999, 28(2):  140-144. 

摘要 ( 4 )  

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用提拉法生长了Cr,Yb:YAG晶体,研究了在室温的吸收光谱特性以及氧化性气氛退火对其吸收特性的影响.在室温吸收光谱中存在着五大吸收带:在440nm和605nm存在着Cr3+离子的两个吸收带,而且退火使其发生了明显的"红移";在937nm和968nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管泵浦;而且在1.03μm处有一Cr4+离子的吸收峰,可用作可饱和吸收体,从而可以实现对Yb3+的自调Q激光输出.在氧化性气氛下退火对晶体吸收特性及缺陷的影响是:退火使晶体的缺陷明显减少而且使Cr4+浓度得到进一步的增加;Cr4+离子浓度的增加主要是由于二价阳离子Ca2+进入相应的Y3+晶格所造成.并且从晶格场的角度讨论了退火使Cr3+离子的吸收带发生"红移"的原因.

Cr3+:LiSrAlF6的晶体生长及其激光性能研究

方珍意;黄朝恩;宋英兰;师瑞泽;徐川;杨春和

1999, 28(2):  145-148. 

摘要 ( 1 )  

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采用坩埚下降法生长了Cr3+:LiSrAlF6(Cr:LiSAF)晶体.以功率为900mW,波长为488nm的单线氩离子激光泵浦6mol;的Cr:LiSAF晶体,实现了Cr:LiSAF激光器的飞秒级自锁模运转,得到了脉冲宽度为40fs,重复频率为100MHz,平均输出功率为45mW的稳定的锁模脉冲序列.用闪光灯泵浦1mol;的Cr:LiSAF激光棒,在输入能量为120J时,得到了1270mJ的激光输出,斜效率达2.27;.

铁电铌酸钾锂晶体的生长

万尤宝;张约品;朱宝钤;潘守夔

1999, 28(2):  149-154. 

摘要 ( 1 )  

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用电阻加热引上法生长了不开裂、全透明的具有倍频性能的铌酸钾锂(KLN)晶体.研究了影响晶体开裂的主要因素和晶体生长的稳定性.发现用引上法生长KLN晶体时,要得到全透明、不开裂的KLN晶体,熔体中Li2O的含量应该低于26.5mol;,拉速应低于0.5mm/h,以及生长过程中应该选择凸的固液界面以保证晶体生长的稳定性.在Li2O含量较高的熔体中生长KLN晶体时,[100]取向的籽晶比[001]取向的籽晶更有利于晶体生长.用由Li2O含量为26mol;的熔体中沿[100]取向生长的KLN晶体对Ti:Al2O3激光器输出的820nm的激光倍频,获得410nm的蓝光输出.

双掺杂铌酸锂晶体的生长及其光折变性质

徐衍岭;刘欣荣;王锐;徐悟生

1999, 28(2):  155-159. 

摘要 ( 14 )  

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采用提拉法以固液同成分配比(Li2CO3/Nb2O5＝48.6/51.4)生长了Fe掺杂及(Zn,Fe)、(Mg,Fe)和(Ce,Fe)双掺杂LiNbO3(LN)单晶.Ce:Fe:LiNbO3晶体的质量,指数增益系数和衍射效率皆高于Fe:LiNbO3晶体.所测得(Zn,Fe):LN、(Ce,Fe):LN、(Mg,Fe):LN和Fe:LiNbO3晶体的抗光致散射能力分别为8.2×103,3.2×102,8.3×102和1.2×102W/cm3;在488nm光进行的光折变实验中还原处理后的(Ce,Fe):LiNbO3晶体具有最高的二波耦合增益系数,为40.2cm-1,其全息衍射效率可达82.2;;实验结果表明(Zn,Fe):LiNbO3和(Mg,Fe):LiNbO3具有抗光散射能力强,响应时间短的特点,而(Ce,Fe):LiNbO3的增益系数和衍射效率均为最高,明显优于Fe:LiNbO3晶体.

掺杂YCa4O(BO3)3晶体的生长与性质研究

张树君;程振翔;张吉果;刘雪松;周广勇;韩建儒;陈焕矗

1999, 28(2):  160-163. 

摘要 ( 1 )  

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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.

软X射线分光晶体马来酸氢十六酯

潘建国;关铁堂

1999, 28(2):  164-167. 

摘要 ( 1 )  

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马来酸氢十六酯(HHM)是一种长碳链酯晶体,晶面间距2d=5.85 nm,对软X射线有很好的衍射性能.它在苯和甲苯溶剂中表现很好的结晶性,增大溶剂的极性时明显地不利于HHM的结晶.以甲苯为溶剂,采用溶液降温法生长HHM单晶,控制晶体生长温度为32 ℃,降温速度为0.02 ℃/d,籽晶转速为6 r/min,经过约2周的生长时间,可以生长出30 mm×16 mm×1 mm的透明单晶体.HHM分子极易形成双分子缔合体,缔合体上由2个羧基组成的局域平面有利于分子的有序排列,这是HHM所以能表现出比其它长碳链酯有更好的结晶性的主要原因.

Cd:PbWO4晶体的生长及其性质

刘欣荣;徐衍岭;杨春辉;徐悟生;王锐;陈刚

1999, 28(2):  168-171. 

摘要 ( 3 )  

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采用提拉法生长了Cd:PbWO4晶体,最佳生长工艺参数:液面上和液面下轴向温度梯度分别为40～50 ℃/cm和17～25 ℃/cm,生长速度2～3 mm/h,转速为25～30 r/min,以这一条件生长晶体可克服液流转换,避免由此引起的缺陷.Cd:PbWO4的透过率明显高于各类型未掺杂PbWO4晶体,测得Cd:PbWO4的发光效率为21.2 p.e/MeV,而高纯PbWO4为10.5 p.e/MeV,分析纯退火PbWO4为8.2 p.e/MeV,未退火PbWO4为6.7 p.e/MeV.Cd:PbWO4晶体的平均衰减时间约为10 ns.以上结果表明,Cd:PbWO4是一种良好的闪烁晶体.

CdZnTe材料(111)B和(211)B面上位错腐蚀坑密度的差异

顾惠明;杨建荣;陈新强;何力

1999, 28(2):  172-176. 

摘要 ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

用Everson腐蚀剂对CdZnTe晶体(111)B和(211)B面上的位错进行了腐蚀和观察,发现(111)B面上的腐蚀坑密度(EPD)值明显高于(211)B面上的EPD值,(111)B面上的EPD值与双晶衍射半峰宽有明显的依赖关系,(111)B面上的FWHM值随EPD的增加而增加.而(211)B面上的EPD则与材料的双晶衍射半峰宽无关.研究结果表明,用Everson腐蚀剂得到的EPD参数依赖于材料的晶体取向,在两种常用的晶体学取向中,(111)B面上得到的EPD能较为正确的反映CdZnTe材料中的位错密度.

PCVD氮化硼膜形成过程及表面形貌的分析

张晓玲;胡奈赛;何家文

1999, 28(2):  177-181. 

摘要 ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

采用红外分析、金相技术及和透射电子显微(TEM)技术分析了射频PCVD法沉积氮化硼膜的形成过程.结果表明,在沉积过程中,非晶态氮化硼(a-BN)作为领先相首先按平面方式生长,然后立方氮化硼(c-BN)在其上成核,并靠沉积原子表面迁移过程而长大,这种过程交替进行的结果,使膜层由a-BN和c-BN组成.膜层的表面呈层状+胞状形貌,说明薄膜的生长不仅取决于固体表面的扩散,而且也与气相成分的扩散有关.

电渣感应连续定向凝固过程温度场计算与实验研究

常国威;袁军平;王自东;吴春京;胡汉起

1999, 28(2):  182-187. 

摘要 ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

自行研制了电渣感应连续定向凝固系统,该系统保证金属液能连续供给,结晶器能连续加热及结晶器轴向存在一定的温度梯度.本系统可用红外线测温仪控制结晶器出口的温度,用热电偶控制结晶器内的温度,用位移传感器控制拉伸速度,实现了对系统主要工艺参数进行监控.本文对此系统的传热过程进行了数值模拟并进行了实验验证,结果表明:所得试样的轴向温度分布与固液界面位置的理论计算值与实验值基本吻合.这样可以利用计算结果来预定工艺参数的范围,为指导电渣感应连续定向凝固的生产奠定了基础.

连续铸造铜单晶的晶体取向与竞争生长

许振明;李丽;李建国;傅恒志;周尧和

1999, 28(2):  188-192. 

摘要 ( 8 )  

相关文章 | 计量指标

本文采用自制单晶连铸设备和X射线衍射方法研究连铸铜单晶的晶体取向与竞争生长.结果表明,在晶体演化过程中逐渐淘汰的晶面为(311)、(200)和(111),最后单晶生长的晶面为(200),连铸铜单晶的晶体生长方向为[100],晶体取向[100]与晶轴的偏离度小于10°.单晶生长时固液界面向熔体呈凸出形状,这有利于晶体生长过程中的竞争和淘汰.还发现了连铸铜单晶取向在一定范围内,并不是唯一取向的单晶.

含钡硫铝酸钙晶体的合成及其结构和形态

滕冰;程新;黄佶;常钧;陈亚明

1999, 28(2):  193-198. 

摘要 ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

以CaCO3,Al2O3,BaSO4和CaSO4*2H2O为原料,在1350℃加热合成C(4-x)BxA3粉晶,然后以PbCl2为助熔剂,借助于熔盐法制备了含钡硫铝酸钙单晶,在对其粉晶X射线多晶衍射谱指标化的基础上,以高纯Si作内标测定了C(4-x)BxA3(x=0.25,0.5,0.75,1.00)晶体属等轴晶系,立方体心晶格,晶胞参数分别为a0=9.280, 9.233, 9.261和9.303nm,与其成分变化成直线关系,符合Vegard定律.电镜观察该晶体外形为菱形十二面体.并分析了该晶体的红外光谱,认为在该晶体中存在着[AlO4]四面体.

三种氟化石墨的合成与性能的研究

夏金童;周声劢;孙夫民;焦继岳;征茂平;陈宗璋

1999, 28(2):  199-203. 

摘要 ( 5 )  

相关文章 | 计量指标

利用自制电解槽电解KF*2HF电解液可制得氟气,将其净化后再与鳞片石墨、人造石墨和土状石墨分别进行反应,保持温度500℃,并经15h连续不断的反应,可合成制得3种氟化石墨.测试结果表明:鳞片石墨合成的氟化石墨在红外光谱波数1219cm-1处吸收谱峰强度大于另外两种氟化石墨,且其真密度、含氟量、电阻率最高.因此,作为合成氟化石墨的原料,鳞片石墨优于人造石墨和土状石墨.

一维结构中的发光特性

张雷;洪广言

1999, 28(2):  204-209. 

摘要 ( 1 )  

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具有低维结构尤其是一维结构的物质往往具有较特殊或更优异的性质.本文研究了具有一维结构的发光物质的发光特性与微观结构之间的关系,得到了某些规律,即在一维结构中,只有存在相对较短的M-O键才可能引起电荷迁移产生发光;在该化合物中M应为变价元素且低价态具有发光性质;一维键上的能量传输往往具有很高的发光猝灭浓度和可能存在发光中间体.

Cr3+:BeAl2O4单晶的特性及生长工艺的改进

张新民;朱汝德;柴耀;吴光照

1999, 28(2):  210. 

摘要 ( 13 )  

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描述了掺Cr3+离子的紫翠宝石(Cr3+:BeAl2O4)单晶的晶体结构、物理性质、晶体的吸收光谱与发射光谱及其激光特性.讨论了用引上法生长Cr3+:BeAl2O4晶体的一些工艺问题中.引上法晶体生长过程中选用较慢的提拉速度、较快的转速和生长较大直径的晶体的工艺参数,能够生长出高质量的Cr3+:BeAl2O4单晶体.我们的实验表明,采用温梯法也能生长出高质量的Cr3+:BeAl2O4单晶.与提拉法相比,温梯法减少了原料对环境的污染;易于实现自动温度程序控制;对缺少自然对流的熔体有相当好的适用性.