大尺寸硅酸铋晶体的原料合成、晶体生长及闪烁性能研究

以Si(OC₂H₅)₄和Bi(NO₃)₃·5H₂O作为前驱体、柠檬酸作为溶剂, 按化学计量比配料, 采用溶胶-凝胶法合成并经高温烧结制备了纯相Bi₄Si₃O₁₂多晶粉末, 每批次可合成250 g。以此为原料、<001 >取向BSO为籽晶, 在坩埚下降炉内生长了BSO晶体, 讨论了晶体的析晶行为, 获得了30 mm × 30 mm × 210 mm的高质量BSO晶体。闪烁性能测试表明, 该晶体能量分辨率为18.9%, 光输出为同等条件下CSI(T1)晶体的7.2%。     

在多工位炉上CeO2:Bi12SiO20单晶生长的研究(Ⅰ)──地面生长实验部分

Bi12SiO20是一种优质的光折变晶体，但在地面生长掺Ce:BSO晶体时遇到的主要问题是分凝系数远远＜1，导致晶体组分不均匀，本文采用在空间生长掺Ce:BSO晶体的多工位炉进行地面晶体生长，测试了CeO2浓度分布和掺Ce:BSO晶体的透过率，以便同空间死得其所参Ce:BSO晶体进行比较。     

硅酸铋（Bi12SiO20）晶体生长的研究进展

本文介绍了光折变晶体ＢＳＯ生长研究的国内外进展。对ＢＳＯ晶体生长方法、组分和结构缺陷表征、材料性能的改进等几个方面进行了综合评述。讨论了各种生长方法的优缺点以及阻碍ＢＳＯ晶体批量生产的几种因素。指出坩埚下降法在实现大尺寸优质ＢＳＯ晶体的批量生产方面已显示出优越性，它应该成为今后ＢＳＯ晶体生长研究的一个重要发展方向。     

在多工位炉上CeO2:Bi12SiO20单晶生长的研究(Ⅰ)──地面生长实验部分

Ｂｉ_１２ＳｉＯ_２０是一种优质的光折变晶体．但在地面生长掺Ｃｅ：ＢＳＯ晶体时遇到的主要问题是分凝系数远远＜１，导致晶体组分不均匀．本文采用在空间生长掺Ｃｅ：ＢＳＯ晶体的多工位炉进行地面晶体生长，测试了ＣｅＯ_２浓度分布和掺Ｃｅ：ＢＳＯ晶体的透过率，以便同空间生长掺Ｃｅ：ＢＳＯ晶体进行比较．     

硅酸铋晶体的蚀像形貌

本文研究了提拉法生长的硅酸铋晶体(BSO)的蚀像形貌,比较了{100},{110},{211},{111}面族的腐蚀像特征和腐蚀速度,并用周期性键链(PBC)的形貌理论分析了腐蚀形貌。通过蚀像形貌特征便可方便地进行晶体定向,准确地确定各族晶面之间的相对位置和极轴的方向等。     

氟化钙晶体的生长与缺陷研究

采用真空坩埚下降法在石墨坩埚中生长了大尺寸CaF2晶体.通过高温氟化获得无水高纯原料,自发成核发育籽晶,以＜2mm/h的生长速率,成功生长了直径170mm的CaF2晶体.研究了晶体的顶部析晶形貌、包裹体、解理等生长缺陷.     

四英寸四硼酸锂压电晶体的生长研究

以直径3英寸Li2B4O7晶体为籽晶，采用改进型坩埚下降法在Pt坩埚中生长了直径105mm、长度120mm、无宏观缺陷的高质量Li2B4O7晶体。生长速率＜0.3mm/h，固液界面附近的温度梯度约为30℃／cm。探讨了开裂、孪晶、包裹体等缺陷的形成和消除办法，测试了该晶体的性能。介电常数ε11＝9．33，压电系数d33＝0．94C/m^2，机电偶合系数k33＝0．42，高机电偶合系数和低介电常数表明该晶体在高频声表面波器件应用方面具有很大的潜力。     

铌酸钾锂晶体的生长与性能

使用坩埚下降法成功生长了尺寸为φ10mm50mm、四方钨青铜结构、透明铌酸钾锂晶体,讨论了引起晶体开裂的主要原因,研究了该晶体的光透过性能和介电性能,室温下该晶体的介电常数ε33=127,ε11=376,居里温度为380°     

过渡金属元素(Fe与Cr)掺杂Bi4Si3O12晶体闪烁性能的研究

本文采用坩埚下降法生长出20mm×20mm×100mm优质Bi₄Si₃O₁₂及Fe、Cr掺杂Bi₄Si₃O₁₂晶体．测试了晶体的透射光谱、能谱及光产额、FWHM能量分辨率和激发一发射光谱．总结并解释了掺杂影响Bi₄Si₃O₁₂晶体闪烁性能的规律．     

过渡金属元素(Fe与Cr)掺杂Bi4Si3O12晶体闪烁性能的研究

本文采用坩埚下降法生长出20mm×20mm×100mm优质Bi₄Si₃O₁₂及Fe、Cr掺杂Bi₄Si₃O₁₂晶体．测试了晶体的透射光谱、能谱及光产额、FWHM能量分辨率和激发一发射光谱．总结并解释了掺杂影响Bi₄Si₃O₁₂晶体闪烁性能的规律．     

在多工位炉上CeO2:Bi12SiO20单晶生长的研究(Ⅱ)——空间生长实验部分

掺CeBi12SiO20单晶在神舟3号(SZ-3)飞船上成功地进行了空间生长,得到晶体尺寸为φ10mm×40mm.将空间生长的晶体和地面生长晶体对比发现空间生长晶体的外观同地面生长晶体有明显差异.分析测试空间和地面晶体的X射线摇摆曲线、吸收曲线和喇曼光谱,结果表明空间生长掺CeBSO晶体的结构完整性优于地面生长的晶体,掺Ce对BSO晶体光学性能的影响空间制备晶体要大于地面制备的晶体     

Effects of a Rotating Magnetic Field on Gas Transport during Detached Crystal Growth in Space

During the detached Bridgman growth of semiconductor crystals, the melt has a short free surface, which is detached from the ampul wall near the crystal–melt interface, thus eliminating the crystal defects caused by contact with the ampul wall. Recent modeling has indicated that initiation and continuation of detached growth depends on the rate of transport of dissolved gas from the crystal–melt interface, where gas is rejected into the melt, to the detached free surface, where evaporating gas maintains the pressure on the free surface. Here we use numerical modeling to investigate whether the application of a rotating magnetic field increases or decreases the transport of rejected gas to the detached free surface. Unfortunately, the results show that a rotating magnetic field almost always decreases the evaporation rate at the detached free surface. The exception is an insignificant increase for a short period at the beginning of crystal growth for a few circumstances. The evaporation rate decreases as the strength of the rotating magnetic field is increased.     

氧化铋系超细粉体制备研究进展

对氧化铋系超细粉体的制备方法和原理进行了综述,内容包括化学沉淀法、溶胶凝胶法、自燃烧合成法、固相反应法、液雾燃烧法等,其中对化学沉淀法存在的问题进行了讨论,并提出了相关改进意见.     

Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长

本文报道了Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长工艺.按照精确的化学计量比进行配料,应用高温固相反应合成Pb2MoO5多晶料;在晶体生长过程中,控制炉体温度于1050～1070℃,调节固液界面温度梯度为30～40℃/cm,按照0.6～1.0 mm/h的下降速率,通过改进的坩埚下降法生长出透明完整的Pb2MoO5单晶;应用X射线衍射、差热分析、透射光谱等方法进行了单晶基本性质的表征.X射线衍射分析证实该晶体为单斜晶系,DTA/TG曲线表明该晶体在958℃一致熔融,高于此温度熔体组分出现严重挥发,该晶体在可见光波长范围具有良好的光学透过性,其吸收边位于370 nm波长附近.     

氟化物激光晶体 Nd3+:LiYF4的坩埚下降法生长

本文报道了氟化物激光晶体Ｎｄ３＋： ＬｉＹＦ４的坩埚下降法生长工艺．采用经氟化处理的无水氟化物原料,按照 ＬｉＦ： ＹＦ３＝ ５１．５： ４８．５的比例配料,控制炉体温度于 ９２０～９６０℃,晶体生长速度为 ０．４～０．８ ｍｍ／ｈ,通过密闭条件下的坩埚下降法生长出尺寸为 ４２５ｍｍ×８０ｍｍ的完整单晶．     

C_(60)单晶生长的优化研究

用晶体生长动力学考察了籽晶法气相生长C60单晶体的生长工艺，得出关键在于处理成核与长大两个因素之间的矛盾。对管状炉的温度场进行了重新设计，将冷端的最低温度点移至合适部位，有效地控制了成核的数目。通过不断地优化实验，经选出恰当的冷、热端温度及生长周期，生长出的C6。单晶的最大钱度超过6mm，且有较高的结晶品质。同一单晶的劳厄像显示出C60的生长暴露面有（111）和（100）两种。     

氟化物激光晶体Nd3+:LiYF4的坩埚下降法生长

本文报道了氟化物激光晶体Ｎｄ＾３＋：ＬｉＹＦ４的坩埚埚下降法生长工艺,采用经氟化处理的无水氟化物原料,按照ＬｉＦ：ＹＦ３＝５１５：４８．５的比例配料,控制炉体温度于９２０－９６０℃,晶体生长速度为０．４－０．８ｍｍ／ｈ,通过密闭条件下的坩埚下降法生长出尺寸为φ２５ｍｍ＊８０ｍｍ的完整单晶。     

Ce,Eu双掺BSO晶体光折变效应研究

在ＢＳＯ晶体中同时掺入Ｃｅ和Ｅｕ离子，生长了Ｃｅ：Ｅｕ：ＢＳＯ晶体，对晶体的二波耦合和四波混频性能了测试。结果表明，Ｃｅ和Ｅｕ离子对晶体的光折变效应起到了增强的作用。