人工晶体学报

王坤鹏;孙大亮;张建秀;于文涛;郭世义;耿延玲

2003, 32(5): 409-412.

摘要 ( 32 )

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在用原子力显微镜对有机非线性光学晶体CdHg(SCN)4(H6C2OS)2(CMTD)的研究过程中,发现了一种单二维核叠层生长现象,即整个晶体由一个二维核叠层生长丘发展而成.这种生长现象无法用经典的二维核模型解释,于是给出另一种二维核生长模型--二维核叠层模型(terraced nuclear model).二维核叠层模型是传统二维核晶体生长模型的补充.

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论计算

刘峰松;顾牡;姚明珍;梁玲;陈铭南

2003, 32(5): 413-419.

摘要 ( 31 )

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采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法,计算了掺钇PbWO4晶体中多种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能,并讨论了相关缺陷的电荷补偿机制.VPb是掺Y钨酸铅晶体中主要的电荷补偿方式.YPb3++VPb相关缺陷可能是晶体中存在的主要缺陷,其中[2(Y3+Pb)-VPb'']在晶体中更稳定.缺陷态[2(Y3+Pb)-VPb'']和[(Y3+Pb)-VPb'']的态密度分布及其激发能的计算结果表明:掺Y晶体O2p→W5d的跃迁能量均为4.3eV,使周围WO42-禁带宽度增大,可改善420nm与350nm的吸收,并通过减少VPb-VO联合空位可有效抑制PbWO4晶体的本征吸收.晶体中掺Y与掺La对发光影响不同,掺Y可敏化PWO晶体的蓝发光.

Er∶Yb∶YCOB晶体制备及其激光二极管抽运激光特性

葛炳辉;张怀金;徐现刚;王继扬;蒋民华;Phillip Burns;Judith M.Dawes;PU Wang;James A.Piper

2003, 32(5): 420-422.

摘要 ( 23 )

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研究了Er∶Yb∶YCa4O(BO3)3(简称Er∶Yb∶YCOB)的多晶制备和单晶生长,用提拉法生长出光学质量优良的Er∶Yb∶YCOB单晶,测量了其吸收光谱和荧光光谱,分析了其能级和泵浦原理,并进行了以激光二极管为抽运源的激光试验,实现了Er∶Yb∶YCOB晶体的在1.55μm附近110mW的激光输出,且斜效率达18.9;.

温梯法大尺寸红宝石晶体的研究

宋词;周圣明;司继良;李红军;周国清;杭寅;徐军

2003, 32(5): 423-426.

摘要 ( 24 )

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用温梯法生长出直径为76mm的红宝石晶体,用偏光显微镜观察了夹杂物的形状和分布规律,进一步用电子探针分析了夹杂物成分,并用吸收光谱分析了Cr3+的浓度分布规律.结果表明:夹杂物呈漏斗状的分布,晶体中部和末端纯度较高;Cr3+在晶体中的浓度呈有规律的分布,随着生长的进行,Cr3+的浓度沿径向和生长轴的方向都逐渐增加.

掺杂LN晶体光折变效应及图象光存储特性

许心光;许贵宝;王正平;胡大伟;邵宗书;徐悟生;徐玉恒

2003, 32(5): 427-432.

摘要 ( 19 )

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利用514.5nm和632.8nm波长的激光,研究了单掺杂Fe和双掺杂Ce∶Fe离子铌酸锂晶体的光折变二波耦合及光折变全息存储特性.实验结果表明生长态双掺杂Ce∶Fe与单掺杂Fe的LiNbO3晶体的光折变波耦合增益差异不明显,但双掺杂Ce∶Fe的LiNbO3晶体的图象存储和擦除特性明显得到改善.氧化态样品具有较大的透过率光谱范围和较好的图象存储质量;还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性.

K2Al2B2O7-NaF体系的热分析研究

张承乾;程秀风;王继扬;陈创天

2003, 32(5): 433-437.

摘要 ( 28 )

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用热分析的方法研究了KABO-NaF体系的物相关系,提出了KABO-NaF体系的赝二元相图.KABO和NaF可以形成低共熔体系,D KABO含量约30;时低共熔温度约为790℃.KABO在体系中的摩尔百分含量为30;～40;之间为KABO结晶区.KABO-NaF体系在500℃左右发生一个放热过程,675℃左右有一个复杂的吸热相变过程.

软X射线分光晶体琥珀酸十八酯的生长研究

高绍康;陈建中;庄乃峰;关铁堂

2003, 32(5): 438-441.

摘要 ( 23 )

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本文合成了软X射线分光晶体材料琥珀酸十八酯(OSO),对其样品进行了表征和鉴定.对OSO在多种有机溶剂中的结晶性能进行了研究,结果表明在实验的几种有机溶剂中OSO的成核趋势很强,在甲苯和苯中具有较好的结晶特性.测定了OSO在苯和甲苯中的溶解度曲线,并用溶液降温法进行了晶体生长的实验.

掺Yb3+钇铝石榴石晶体的生长和性能研究

王永国;徐学珍;常米;朱建慧;莫小刚;桂尤喜

2003, 32(5): 442-445.

摘要 ( 35 )

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用提拉法生长出φ40×190mm3的掺Yb3+钇铝石榴石(Yb∶YAG)晶体,摸索出了合适的温场系统、生长工艺和热处理条件.通过测量Yb∶YAG晶体在939nm处的透过率得出了其吸收系数与原始掺杂浓度之间的关系.所生长Yb∶YAG晶体的光-光转换效率为38.6;,斜率效率达55.1;.

钒酸盐系列激光晶体制备和性能研究

张怀金;王继扬;孟宪林;于臻;王辉;杨军

2003, 32(5): 446-450.

摘要 ( 36 )

PDF (145KB) ( 31 )

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用提拉法生长了Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4,Nd∶GdxLa1-xVO4(x=0.8, 0.6, 0.45)系列晶体,对影响晶体质量的因素进行了分析,测量了几种晶体的结构和晶胞常数;测量了Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4, Nd∶Gd0.8La0.2VO4和Nd∶Gd0.6La0.4VO4晶体的室温吸收谱和荧光谱,用LD泵浦Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4, Nd∶Gd0.8La0.2VO4晶体,实现了1.06μm和1.34μm的激光输出.

三维配位聚合物[Co(pda)(SCN)(H2O)]n [pda=3-(3-吡啶基)丙烯酸]的合成和晶体结构

周秋香;王延吉;宋海斌;赵新强

2003, 32(5): 451-454.

摘要 ( 45 )

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以CoCl2、3-(3-吡啶基)丙烯酸(pda)和KSCN为原料,在水热反应条件下,合成了一种三维配位聚合物[Co(pda)(SCN)(H2O)]n晶体,对其进行了元素分析、红外光谱表征、X射线单晶衍射测定和热重分析.该配位聚合物属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为a=0.7309(5)nm,b=0.8799(6)nm,c=0.9634(6)nm,α=68.128(10)°,β=73.241(11)°,γ=71.218(12)°,V=0.5343(6)nm3,Z=2,dc=1.760g/cm3,μ=1.792mm-1,F(000)＝268,R1=0.0450, wR2= 0.1035.X射线单晶衍射显示形成一个三维的网络结构.

四方晶系晶体的Bridgman法生长的稳态数值模拟

张海斌;沈定中;任国浩;邓群

2003, 32(5): 455-459.

摘要 ( 30 )

PDF (123KB) ( 25 )

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本文对四方晶系晶体的Bridgman法生长进行了稳态数值模拟.当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,将产生"W"形固液界面.通过比较,指出不同导热系数组合时晶体生长的难易.当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,界面平坦,容易长出较好质量的晶体.对中、低级晶系的生长,晶体横向导热系数应大于纵向导热系数.

提高(100)晶向磷化铟单晶的成晶率和质量的研究

赵有文;段满龙;孙文荣;杨子祥;焦景华;赵建群;曹慧梅;吕旭如

2003, 32(5): 460-463.

摘要 ( 23 )

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通过对高压液封直拉法单晶生长过程的热传输和影响熔体温度起伏的几个关键因素的分析,研究适合生长(100)晶向磷化铟单晶的热场系统,有效地降低了孪晶产生的几率,重复地生长出了整锭掺硫和掺铁的、直径为50mm和76mm的(100)磷化铟单晶.测试结果表明我们生长(100)磷化铟单晶的热场在生长过程中使晶锭保持较为平坦的固液界面,可稳定地获得具有低的缺陷密度和良好的电学均匀性的高质量磷化铟单晶材料.

B位取代PZT体系的电子结构与压电特性研究

周静;陈文;孙华君;徐庆

2003, 32(5): 464-468.

摘要 ( 23 )

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采用自洽场离散变分Xα计算方法,分别计算了Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(简称PZT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(简称PZN)、和Pb(Mn1/3Sb2/3)O3(简称PMS)体系的电子结构,研究了钙钛矿结构与烧绿石结构陶瓷的电子结构对压电性能的影响.结果表明,PZT铁电相较顺电相稳定,O的2p轨道与B位原子的最外层d轨道的杂化是铁电性的必要条件,杂化的强弱可表明铁电性的强弱;Mn1/3Sb2/3、Zn1/3Nb2/3取代(Zr, Ti)若生成四方钙态矿结构,体系总能量降低、轨道杂化增强,可以提高PZT体系的铁电性能,若生成立方烧绿石结构,由于B-O(//轴向)与B-O(⊥轴向)共价键强度差别太大,造成体系结构的不稳定,将导致铁电性的丧失.

单晶材料的新发展及其对生长技术的挑战

徐家跃

2003, 32(5): 469-475.

摘要 ( 45 )

PDF (232KB) ( 31 )

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近年来,宽带隙半导体GaN、SiC、ZnO,弛豫铁电体PZNT,热电半导体β-FeSi2,超导体MgB2等功能晶体材料引起了人们的广泛关注.这些材料大多具有非常优异的性能和巨大的应用前景,但生长工业应用的体单晶非常困难.本文从晶体生长技术角度综述了这些晶体的研究进展,结合其物理化学特性探讨了单晶生长中遇到的一些关键问题.通观这些热点单晶材料的研究现状,一方面我们可以把晶体膜的制备技术看作是传统晶体生长技术的延伸,另一方面,膜技术的发展和单晶生长中存在的问题,也是对传统生长工艺的挑战.

氟化钙晶体生长的研究进展

苏良碧;杨卫桥;董永军;周圣明;周国清;徐军

2003, 32(5): 476-482.

摘要 ( 67 )

PDF (234KB) ( 56 )

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随着深紫外光刻技术的发展,透光范围宽、透过率高的CaF2晶体成了人们关注的焦点,其尺寸和质量得到了不断的提高.结合CaF2的基本性质,综述了CaF2晶体的主要生长方法及存在的问题.从原料的纯化处理到晶体的光学加工,归纳总结了提高紫外级CaF2晶体的尺寸、质量和产率的有效措施.

Si中Nd离子热退火行为的深能级瞬态谱研究

刘磁辉;林碧霞;王晓平;刘宏图;傅竹西

2003, 32(5): 483-487.

摘要 ( 20 )

PDF (162KB) ( 31 )

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本文采用高能离子注入技术将两种剂量的稀土元素钕(Nd)引入外延n-Si片中,并借助非相干光快速热退火(RTA)方法使注入层再结晶并电激活;利用深能级瞬态谱(DLTS)测量方法对Si中Nd离子的深能级行为进行了研究.结果发现:经几秒钟的RTA处理,Nd能在Si中被激活并形成深能级中心,测量到较宽的DLTS谱峰.Nd在n-Si中的深能级行为与Si衬底材料的浅能级杂质基本无关.在低于1285℃的RTA时,Nd形成的深能级中心均为施主型.深能级中心的位置随注入剂量和退火温度不同而有所变化;高温退火后,Nd在硅中有一个能级位置为Ec-(0.32±0.04)eV稳定的施主型深中心,对它的成因进行了讨论.

利用扫描电镜研究PPLN的蚀刻表面

桑梅;于建;倪文俊;薛挺;姚琲;李世忱

2003, 32(5): 488-490.

摘要 ( 25 )

PDF (174KB) ( 21 )

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报道了用环境扫描电子显微镜观察到的蚀刻PPLN晶体的表面特征,得到的图像显示出由高压电场极化引起的PPLN表面的变化,表明极化电场不仅使晶体内部铁电畴的自发极化方向发生反转,而且改变了晶体的微观结构.

温梯法白宝石晶体的缺陷研究

李抒智;周圣明;司继良;周国清;董永军;徐军

2003, 32(5): 491-494.

摘要 ( 29 )

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采用导向温梯法(TGT)生长出[0001]方向直径为76mm的白宝石晶体.利用扫描电子显微镜(SEM)观察晶体(0001)面的腐蚀坑形态,并对晶体内部的包裹物进行了能谱(EDS)分析.白宝石晶体中的生长缺陷主要为位错和包裹体等.Al2O3晶体(0001)面的位错腐蚀坑呈六角形,并且有台阶状结构.分析了(0001)面内的位错类型.确定了TGT法生长的白宝石内部的包裹物的主要成分为碳.

定向凝固过程中的不规则固液界面形貌

郭太明;李晨希

2003, 32(5): 495-501.

摘要 ( 31 )

PDF (314KB) ( 37 )

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固液界面通常为规则界面, 但有时为不规则界面,如倾斜枝晶、退化枝晶和海藻状晶体界面.以琥珀腈为研究对象,用设计的定向凝固实验体系, 研究了不同温度梯度和界面生长速度对固液界面形貌的影响.实验结果表明:界面生长速度一定时,增加温度梯度界面由倾斜枝晶逐渐转变为退化枝晶,最终成为海藻状晶体;温度梯度一定时,降低界面生长速度界面会发生类似的变化.温度梯度和界面生长条件在一定范围内变化时,界面可以从一种生长方式变为另一种方式,如可以从海藻状晶体连续地变为倾斜枝晶.在某些条件下,海藻状晶体和倾斜枝晶可能同时出现在界面上,并竞相生长.退化枝晶界面处于动态变化中,二次枝晶臂不断地改变着生长方向.

Nd∶GdVO4热常数的测量和激光性能研究

秦连杰;孟宪林;杜晨林;祝俐;徐炳超;夏海瑞;徐惠忠;姜付义;程秀凤;赵朋

2003, 32(5): 502-507.

摘要 ( 31 )

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中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO4晶体,用机械分析仪来测量Nd∶GdVO4晶体的热膨胀系数, 沿c方向的热膨胀系数为7.42×10-6/K,而沿a方向的热膨胀系数只有1.05×10-6/K,比同比Nd0.0054Y0.9946VO4晶体样品测量结果小.差示扫描热计法测量了Nd∶GdVO4晶体的比热, 298K时为0.52J/g*K.首次用激光脉冲法测量了Nd∶GdVO4晶体的室温热导率.实验表明,Nd∶GdVO4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m*K, 比Nd∶YAG晶体高(测得10.7W/m*K),其<100>方向的热导率为10.1W/m*K.激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd∶GdVO4晶体具有比Nd∶YVO4晶体更加优良的性能.

8～12μm长波红外材料ZnS多晶的制备

李玉斌;徐运生

2003, 32(5): 508-511.

摘要 ( 31 )

PDF (127KB) ( 31 )

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真空热压烧结法是最经济、高效地制备ZnS多晶的方法之一.ZnS多晶的红外透过率是衡量材料品质的重要参数.本文运用TEM、XRD和化学分析方法,研究了原料粉末特性和热压工艺参数对热压ZnS多晶红外透过率的影响,并确定了合理的热压工艺参数.运用该方法制备的ZnS多晶6mm厚的试样,8～12μm波段平均红外透过率为66.7;.

Ce∶KNSBN晶体两波耦合动态过程研究

张金平;刘峰;郭庆林;钦明亮;梁宝来;李盼来

2003, 32(5): 512-517.

摘要 ( 26 )

PDF (158KB) ( 26 )

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本文在非同时读出条件下,采用实时数据采集系统,实验研究了e偏振光写入Ce∶KNSBN晶体两波耦合动态过程,发现不同的写入光强比和写入总光强对晶体中两波耦合过程产生明显的影响;当He-Ne 632.8nm激光通过Ce∶KNSBN晶体时,光扇效应存在明显的写入光强阈值特性,其阈值约为20mW/cm2.依据实验结果对考虑光扇影响的耦合波方程进行了修正,其数值计算与实验结果基本符合.

直流等离子体法中脱膜开裂的金刚石膜组织结构分析

陈广超;李成明;张恒大;杨胶溪;佟玉梅;唐伟忠;吕反修

2003, 32(5): 518-523.

摘要 ( 32 )

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为了解决用直流等离子体喷射法制备金刚石膜在脱膜过程中膜体开裂的问题,本文对3组脱膜开裂的金刚石膜组织结构进行了分析,发现由热应力作用产生的裂纹形貌随沉积温度的不同而呈现网状、河流状和环状,裂纹尖端的膜体具有最小的Raman 谱峰半高宽值.在所研究的温度范围内,膜体断口都是穿晶断裂和沿晶断裂的混合断口,而且断口面中的占优晶面都是{111}晶面.X射线和Raman谱结果还表明沉积温度愈高,膜体中的残余应力愈大.

过剩压法合成金刚石的表面特征与体缺陷的形成原因分析

邓小清;唐敬友;孟川民;赵敏光

2003, 32(5): 524-527.

摘要 ( 23 )

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利用不同的高温高压条件在石墨-Ni70Mn25Co5体系中合成出金刚石晶体.借助于多功能光学显微镜的明场和暗场观察,分析了金刚石几种常见晶面的表面特征和内部缺陷.实验观察到一些有规律性的生长现象:当过剩压力太大时,较低的合成温度容易形成骸晶;当过剩压力适度时,较低的合成温度会使金刚石产生大量的包裹体并形成枝蔓状的粗糙表面,而较高的合成温度导致金刚石形成生长台阶;当压力有明显的波动时,金刚石晶体出现层状结构甚至间断生长.在此基础上,提出了合成优质金刚石的必要条件.

提高单晶炉真空密闭性能的探讨

许扬

2003, 32(5): 528-533.

摘要 ( 30 )

PDF (150KB) ( 37 )

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晶间腐蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀,是单晶炉炉室发生水渗漏的主要原因,因而是制造过程中材料选择、热加工工艺、机械设计与加工以及设备使用中要特别予以关注的问题.在至少380℃以上温度进行热时效会强化材料的晶间敏化趋向,较合理的措施是进行振动时效处理.结构设计中还应对炉室工作时的热应力及其作用加以考虑,热场设计中应对炉室内壁材料的晶间敏化问题和单晶棒产生的热辐射予以重视.纯净的冷却水是防止或减少腐蚀的重要条件.

钙镁硅酸盐系列结晶釉的研究--钙、镁氧化物对结晶釉析晶的影响

刘培德;俞平利;吴季怀

2003, 32(5): 534-539.

摘要 ( 37 )

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针对钙镁硅酸盐系列结晶釉,研究配方中钙、镁氧化物含量及CaO/MgO比值发生变化时,对釉烧温度及析晶体矿物种属、析晶集合体形态的影响;分析探讨钙、镁氧化物影响析晶的作用机理.研究表明,CaO/MgO比值近于1时,釉烧温度相对较低;CaO/MgO比值向大于1或小于1方向变化时,釉的烧成温度趋于升高.CaO/MgO比值在影响釉析晶体矿物种属的同时,影响析晶集合体的形态特征,认为这是由矿物的析晶习性决定的.

大直径6H-SiC单晶的生长

徐现刚;胡小波;王继扬;蒋民华

2003, 32(5): 540.

摘要 ( 27 )

PDF (95KB) ( 45 )

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