铝酸钇晶体中的生长小面

采用提拉法生长了掺Ce、掺Yb和掺Mn的铝酸钇(YAIO3,YAP)晶体,晶体均完整透明,无肉眼可见的气泡、散射和包裹物等宏观缺陷.通过化学腐蚀和同步辐射白光形貌实验检测了YAP晶体中的生长小面缺陷.结果表明:晶体生长过程中,由于凸向熔体的固-液界面,造成了小面生长现象.沿[101]方向生长的YAP晶体中出现的小面为(102),(201),(121)和(121)奇异面.X射线摇摆曲线表征的结果表明:生长小面的存在严重破坏了晶体的微观结构完整性和均匀性,并导致了小角度晶界缺陷的产生.     

磷锗锌晶体生长与缺陷结构

采用水平双温区法批量合成了高纯ZnGeP2多晶,并用垂直Bridgman法生长出直径为40～50mm的高品质单晶。采用密度泛函理论分析了ZnGeP2晶体中可能存在的点缺陷对其近红外波段透光性的影响,认为V-Zn和Zn0Ge缺陷的影响最大。利用X射线衍射形貌术对晶体中存在的位错、层错、孪晶界、包裹体等微缺陷进行了分析,结果表明,温度场稳定性和固液生长界面形态是缺陷形成的主要因素。     

1,3,5-三苯基苯晶体的溶液降温法生长及其性能

以丙酮为溶剂,采用溶液降温法生长1,3,5-三苯基苯(TPB)晶体。在40~45℃温区下生长出尺寸为19 mm×15 mm×13 mm的透明块状晶体,生长速率约为3 mm/d。通过X射线衍射、光学显微镜观察、热分析、荧光光谱和脉冲形状鉴别(PSD)测试对晶体进行了表征。结果表明:降温法生长的TPB晶体为正交晶系,空间群为Pna21;TPB单晶各向透明度高,没有宏观缺陷,但在各面上均存在生长花纹。TPB晶体的熔点为174℃,蒸发损失发生在283℃;TPB晶体在360 nm处具有相对尖锐和强的带边发射峰。TPB晶体总品质因数(FOM)值为0.85,表明它具有优异的中子/伽马(n/γ)射线辨别能力。     

92%Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-8%PbTiO3晶体的生长缺陷和形貌

应用环境扫描电子显微术（ESEM）和同步辐射X射线白光形貌术研究了92％Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-8%PbTiO3晶体的表面形貌和缺陷，为生长高质量的该单晶材料提供重要的参考。从晶体自然显露面（111）面的ESEM缺陷形貌像中，观察并研究了诸如生长丘，位错蚀坑，小角晶界，包裹物，空洞或裂缝等生长缺陷，并分析了导致这些缺陷出现的原因是生长过程中的温度波动，过快的降温速度等因素。从该晶体的同步辐射X射线白光形貌像中也观察到了包裹物或空洞等缺陷。由该晶体表面出现的直形台阶，多层板块状台阶结构及其精细结构的ESEM形貌像可知，在PZN－8％PT晶体的高温溶液法生长中，起主导作用的生长机制为二维成核层状生长机制。     

提拉法生长钽酸钾晶体

用提拉法生长出了一系列钽酸钾(KTaO3)晶体,其中最大可达31 mm×31 mm×40 mm,质量为247g.X射线粉末衍射仪测试结果表明:KTaO3单晶具有立方结构,晶胞参数a=0.398 88 nm.透射光谱显示:KTaO3单晶在340～3 500 nm的波长范围内有宽广的透光波段,仅在2 875 nm的处有吸收峰.讨论了KTaO3晶体的表面形貌、宏观缺陷及生长习性.     

Lu2SiO5:Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了φ40 mm×60 mm的Lu2SiO5Ce(LSOCe)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体.生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的.     

近化学计量比Zn:LiTaO_3晶体的生长和抗光折变性能

采用顶部籽晶溶液法,生长了直径约15mm,长度为10mm的近化学计量比钽酸锂(near-stoichiometric Li TaO3,SLT)和Zn掺杂的近化学计量比钽酸锂(Zn:SLT)晶体。生长的晶体无色透明,没有宏观缺陷。通过X射线粉末衍射法测试晶体结构和晶格参数,Zn:SLT晶体的晶格参数小于未掺杂的SLT晶体。与同成分钽酸锂晶体相比,SLT晶体的抗光损伤能力显著提高,Zn:SLT晶体的抗光损伤阈值大于500MW/cm2。     

Lu_2SiO_5∶Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了40mm×60mm的Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题:(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体。生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的。     

NaBi(WO4)2晶体生长与光谱性能

采用提拉法生长出钨酸铋钠晶体[分子式NaBi(WO4)2, 简称NBW].生长过程中, 对影响晶体开裂的原因进行了详细的分析, 设计了合理的工艺参数 液面上下10mm内的温度梯度为0.8 ℃/mm, 径向温度梯度小于0.3 ℃/mm.拉速为2～4 mm/h, 转速为10～15 r/min, 降温速率为25 ℃/h, 生长出尺寸为45 mm×35 mm的高质量的钨酸铋钠晶体.X射线衍射分析结果表明, NBW晶体属于四方晶系,空间群为I41/a.光透射测试结果表明了NBW晶体的抗辐照损伤能力强;发射光谱分析发现它的发射峰值位于可见光绿光波段.     

氘化掺杂TGS(DATGS)晶体生长与完整性

本文着重说明从重水溶液中采用慢降温法生长氘化掺杂TGS(DATGS)晶体的实验。然后,借助于光学显微镜、X射线形貌术对晶体内不同类型的缺陷及其分布进行了观察研究,并与TGS晶体作了对比,发现DATGS晶体的缺陷较为严重,其严重程度依赖于生长参数。最后,为了改善DATGS晶体的完整性,作者意图建立晶体的完整性与其生长参数间的联系。