祖母绿激光晶体的水热法生长

祖母绿是一种优秀的宽带可调谐激光晶体材料,本文使用温差水热法和特殊的培养料分离技术,通过控制籽晶切向和石英-籽晶相互层叠式布置实现了一个高压釜单个生长周期多个单晶体的缓慢生长,晶体形状为厚板状和短柱状,通过吸收谱、显微镜观察、激光对晶体中散射颗粒检测和初步的激光实验认为,本期合成的祖母绿晶体质量优异,晶体特征和世界其他国家合成的晶体一致.     

掺杂甲紫对KDP晶体溶液稳定性及生长速度影响的研究

首先测定了掺杂不同浓度甲紫条件下KDP晶体的溶解度曲线,发现随着掺杂浓度的增大,KDP晶体的溶解度逐渐减小;进而通过测定不同掺杂条件下KDP溶液的成核诱导期,发现随着甲紫掺杂浓度的增大,溶液的诱导期先增大后减小,说明适量浓度的甲紫掺杂能够增加溶液的稳定性。最后进行了掺杂不同浓度甲紫条件下KDP晶体的生长实验,测量了晶体各向的生长速度,发现晶体各向生长速度均随着掺杂浓度的增大先减小后增大,最终减小,当甲紫掺杂浓度为0.1%mol/L时,KDP晶体各向生长速度最快。     

高掺镁LiNbO3晶体抗光折变性能研究

在LiNbO3中掺进MgO以提拉法生长Mg(1mol%)LN,Mg(3mol%)LN,Mg(5mol%)LN,Mg(7mol%)LN,和Mg(9mol%)LN晶体.改进晶体生长工艺条件,解决了在生长中出现的脱溶,散射颗粒,生长条纹等缺陷.生长出高质量高掺镁LiNbO3晶体.测试MgLiNbO3晶体的红外光谱,当Mg2+的浓度达到或超过阈值浓度的MgLiNbO3晶体,OH-吸收峰移到3535cm-1,晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高两个数量级以上.测试MgLiNbO3晶体的倍频性能(相位匹配温度,倍频转换效率)MgLiNbO3晶体的相位匹配温度随Mg2+浓度的增加而改变,Mg(5mol%)LN,晶体的相位匹配温度达到116℃,Mg(9mol%)LN晶体在室温附近.     

Yb3+:KGW激光晶体生长与表征

通过对K2WO4和K2W2O7两种助溶剂的对比、分析,选择K2W2O7做助溶剂,采用顶部籽晶(TSSG)法生长YbKGW晶体.设计了合理的工艺条件转速10～15r/min;降温速率0.05℃/h;生长周期15d.通过对YbKGW晶体粉末样品的X-ray衍射谱与KGW粉末样品的X-ray衍射谱对比分析,生长晶体为β-YbKGW晶体.利用TG-DTA测定YbKGW晶体的熔点及相变温度分别是1086℃和1021℃.通过对晶体缺陷的观察分析认为,晶体裂缝及包裹物等缺陷与生长工艺条件密切相关,应尽量减少生长过程中的温度、浓度及生长速度的波动,保持晶体的稳态生长.     

移动加热器法晶体生长的研究

介绍了移动加热器法晶体生长的基本原理及其优缺点,报道了国内外最新研究进展,讨论了不同工艺参数,如磁场、加速坩埚旋转、重力、生长速度、温度等对THM生长晶体的影响,提出了提高THM生长晶体速度的设想,并就未来THM生长晶体的研究方法和发展趋势提出了自己的看法。     

溶剂熔区移动法生长Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的工艺优化研究

为了解决Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te(CZT)晶体生长温度高、单晶率低、成分不均匀等问题,采用溶剂熔区移动法(THM)在优化工艺参数下生长了掺In的CZT晶体,在优化晶体的生长温度、固液界面处的温度梯度、原位退火过程等生长条件后,生长出直径为45 mm的低Te夹杂浓度、高电阻率、高透过率、均匀的高质量CZT晶体。X射线衍射结果显示,晶体的结晶性较好、Zn成分轴向偏析小。红外透过光谱测试结果显示,晶体内部的杂质、缺陷水平相对较少,晶体整体的红外透过率在60%左右。紫外-可见光吸收光谱测试结果也进一步表明,晶体的均匀性良好。采用红外显微镜对晶体内部的Te夹杂形貌及其尺寸进行观察,结果表明Te夹杂的尺寸主要分布在0~10μm之间。采用直流稳态光电导技术测得电子的迁移率寿命积约为8×10~(-4) cm~2/V。     

溶剂熔区移动法生长Cd0.9Zn0.1Te晶体的工艺优化研

为了解决Cd_0.9Zn_0.1Te(CZT)晶体生长温度高、单晶率低、成分不均匀等问题, 采用溶剂熔区移动法(THM)在优化工艺参数下生长了掺In的CZT晶体, 在优化晶体的生长温度、固液界面处的温度梯度、原位退火过程等生长条件后, 生长出直径为45 mm的低Te夹杂浓度、高电阻率、高透过率、均匀的高质量CZT晶体。 X射线衍射结果显示, 晶体的结晶性较好、Zn成分轴向偏析小。红外透过光谱测试结果显示, 晶体内部的杂质、缺陷水平相对较少, 晶体整体的红外透过率在60%左右。紫外-可见光吸收光谱测试结果也进一步表明, 晶体的均匀性良好。采用红外显微镜对晶体内部的Te夹杂形貌及其尺寸进行观察, 结果表明Te夹杂的尺寸主要分布在0~10 μm之间。采用直流稳态光电导技术测得电子的迁移率寿命积约为8×10^-4 cm²/V。     

催化剂晶体结构对碳纳米管生长影响的微观解释

通过对催化剂晶体结构的分析,讨论了温度对催化剂金属晶格结构的影响,温度对催化剂中碳的溶解度与扩散速度的影响;催化剂金属中其他元素的加入对碳活度的影响,以及析出能量、晶体界面等对碳纳米管生长的影响.温度在1000 ℃左右时,催化剂金属铁具有面心立方结构,碳管产量比在其它温度下高;催化剂金属中加入其他可提高碳原子活度的元素,可促使碳从催化剂金属中析出,有助于提高碳管的产量.     

固体可调谐激光晶体

介绍了掺钛宝石、金绿宝石、石榴石、镁橄揽石、YLF和LCAF等几种典型的固体可调谐激光晶体,综合评述了它们的激光性能、生长方法、晶体的缺陷特征及其影响,报道了Bridg-man方法生长LCAF晶体的研究进展。     

有机非线性光学材料NPAN晶体的生长

测定了N-(4-硝基苯)-N-甲基-2-氨基乙腈(简 称NPAN)晶体在某些有机溶剂中的溶解度,研究了 NPAN在这几种有机溶剂中溶液的热力学性质及溶质 与溶剂的相互作用,根据界面熵因子α值,讨论了在不同溶剂中不同晶面的晶体生长机制.选择丁酮为生长溶剂,进行单晶生长实验,在35～25℃温度区间内,用溶液降温法成功地培养出尺寸为40mm×7.0mm×7.0 mm、柱状透明的单晶,并讨论了NPAN晶体的生长条件.     

高浓度CO2在MEA溶液中平衡溶解度的实验研究

采用气液搅拌平衡装置,通过酸碱滴定和皂泡流量计测定了高浓度CO2在不同MEA溶液中的平衡溶解度。利用正交实验设计方法,考察了温度、CO2分压力、MEA质量浓度等因素对CO2平衡溶解度的影响。结果表明,在实验参数选定范围内,影响MEA中CO2平衡溶解度的因素主次顺序为：CO2分压力〉MEA质量浓度〉温度;MEA溶液中CO2的平衡溶解度随压力的增大而增大,随MEA质量浓度的增大而减小,随温度的增大而减小。     

焰熔法生长钛酸锶单晶体生长室内温度分布的数值模拟

通过研究焰熔法生长钛酸锶单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量、喷嘴孔径对温度分布的影响。结果表明,采用焰熔法生长SrTiO_3晶体时,晶体熔帽表面温度和压力由中心逐渐向外降低;随着H_2流量的增加,中心轴向的最高温度的位置基本不变,晶体熔帽温度和晶体四周的最高温度逐渐升高,只是升高幅度有所减小;晶体熔帽温度、压力及晶体周围烟气温度随O_2流量增大而升高,而轴向最高温度则降低;增加喷嘴的中心孔径将使轴向最高温度、晶体熔帽温度和径向温度梯度降低,而喷嘴的H_2孔径对生长室内轴向和径向温度分布的影响不是很明显。     

Si、Si-Fe合金助熔法制备SiC研究

助熔剂法是一种高效生长SiC晶体的方法。本文采用助溶剂法对比考察了Si、Si-Fe合金熔体中SiC晶体生长行为特征,并结合光学显微镜以及电子显微探针对SiC晶体进行分析。研究发现,Si、Si-Fe合金熔体中SiC晶体均以SLS机制生长,受C在两种介质中溶解度的影响,Si熔体中SiC析出尺寸较小,10～50μm,排列成线状分布在样品外侧;Si-Fe熔体中SiC晶体析出尺寸较大,50～200μm,分散在样品中。     

L-丙氨酸掺杂下KDP晶体成核特性及生长实验研究

通过实验测定了L-丙氨酸掺杂下KDP溶液的亚稳区和诱导期,根据经典成核理论计算了晶体成核的热力学和动力学参数,分析了L-丙氨酸对KDP溶液成核特性的影响。结果表明,随着掺入的L-丙氨酸浓度的增大,KDP的溶解度减小,亚稳区变宽,诱导期变长,溶液更加稳定。采用吊晶法进行了KDP晶体生长实验,发现其(100)面法向生长速度随掺杂浓度增大而减小,在过饱和度σ>0.04时,晶体(100)面的生长以二维成核生长机制为主。     

催化剂晶体结构对碳纳米管生长影响的微观解释

通过对催化剂晶体结构的分析，讨论了温度对催化剂金属晶格结构的影响，温度对催化剂中碳的溶解度与扩散速度的影响；催化剂金属中其他元素的加入对碳活度的影响，以及析出能量、晶体界面等对碳纳米管生长的影响。温度在1000℃左右时，催化剂金属铁具有面心立方结构，碳管产量比在其它温度下高；催化剂金属中加入其他可提高碳原子活度的元素，可促使碳从催化剂金属中析出，有助于提高碳管的产量。     

六偏磷酸盐对KDP晶体快速生长及光学性能的影响研究

在掺杂不同浓度的六偏磷酸盐溶液中,利用"点籽晶"快速生长法生长了KDP晶体,生长速度约20 mm/d。研究了六偏磷酸盐对快速生长的KDP晶体的生长及光学性能的影响,并与传统慢速生长的晶体进行了对比。实验表明,溶液中掺杂少量六偏磷酸盐就会显著降低生长溶液的稳定性,抑制晶体的生长,生长的晶体容易出现包藏、添晶、粉碎性裂纹等缺陷;生长的晶体光学质量也明显下降,例如晶体内部的光散射加重,激光损伤阈值降低;相比传统生长法生长的晶体,同等浓度的六偏磷酸盐对"点籽晶"快速生长法生长的晶体影响更为严重。结合KDP的晶体结构和六偏磷酸盐的分子特点,对其影响机理进行了讨论。     

珠宝饰品讲座(十二)祖母绿

1基本特性 祖母绿的矿物名称为绿柱石,是一种含微量铬元素的铍铝硅酸盐矿物,主要化学成份为Be3A12Si6O18.祖母绿一般呈特征的翠绿色(图1),其绿色主要由微量的铬元素所致.除纯正的翠绿色外,也常带有黄色或蓝色色调(图2、3).祖母绿为六方晶系,晶体呈六方长柱状,柱面发育有平行C轴的纵纹.透明～半透明,玻璃光泽,摩氏硬度7.5～8,具有一组不完全解理,性脆.密度2.67-2.75,密度大小与碱金属含量有关,碱金属含量越高,密度越大.一轴品负光性,折射率常为1.577～1.583,可低至1.565～1.570,高至1.590～1.599,也与碱金属含量有关,随碱金属含量的增加而增大.绝大多数天然祖母绿在查尔斯滤色镜下呈红色或粉红色,以往曾将这一特征作为鉴别祖母绿的主要依据,但是实际上已经发现印度和南非的祖母绿中含铁,在滤色镜下呈绿色.祖母绿化学性质稳定,不易受腐蚀.     

氧化锌纳米晶体的生长及生长机理分析

采用沉淀法生长了不同粒径且性能良好的氧化锌纳米晶体,探讨了晶粒尺寸与煅烧温度的变化关系,研究了ZnO纳米晶体的生长机理.通过实验验证了在中间产物Zn(OH)2中加入NH4HCO3后,ZnO纳米晶体实现了局域生长,很好地阻碍了晶核的过度生长,从而使生成的ZnO纳米晶体保持很小的粒径.煅烧温度较低时,ZnO纳米晶体的生长模式为正常扩散生长,煅烧温度在800℃时,发生了竞争生长现象.     

CdZnTe晶体中微米级富Te相与PL谱的对应关系

采用红外透过显微镜(IRTM)观察了不同条件下生长的CdZnTe晶体中微米级富Te颗粒.结合实际生长条件分析了不同富Te颗粒的产生以及形态演化.通过低温光致发光(PL)谱研究了CdZnTe晶体中杂质、缺陷的状态,以及晶体的结晶质量,并测试了相应晶体的电阻率.归纳出不同富Te颗粒的产生与对应晶体10 K温度下PL谱中特征...     

N扩散对熔液法生长GaN晶体外延速率的影响

使用钠熔液液相外延在GaN/蓝宝石衬底上生长出GaN晶体;研究晶体生长速度与生长压力的关系,使用DCXRD对样品进行表征,发现在氮气压力为3.8MPa,温度为800℃的条件下,外延速度较快且结晶质量较高;研究还发现GaN晶体外延层的生长速率不但与溶液中N的输运有关,还与熔液中N的浓度有关。