高温闪烁晶体Ce:YAlO3开裂现象的分析

对提拉法生长的Ce;YAIO3(简称为Ce：YAP)晶体的开裂现象进行了研究,认为引起开裂的主要内在因素是YAP晶体热膨胀系数的各向异性。研究了Ce：YAP晶体的[010],[101],[121]等几个主要方向在30～800℃范围内的热膨胀系数曲线。结果表明：沿[010]和[101]方向的膨胀系数相差最大。通过对晶体中热应力分布的计算,得出晶棱显露处为应力集中点,指出晶体容易产生开裂的方向是[010]和[101]。通过对晶体的显微形貌观察发现,晶体中存在微裂纹。晶体的各向异性热膨胀系数,晶体生长过程中大的温度梯度以及快的降温速率等是Ce：YAP晶体产生开裂的主要原因。     

导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底.采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fedcrystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体.利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷.结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18rad·s.位错密度为4×103cm-2,透过率达83%,晶体质量好.与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差.位错密度为5×105cm-2,透过率仅为75%.但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点.     

掺钕钨酸钇钠晶体的缺陷

掺钕钨酸钇钠晶体Nd:NaY(WO4)2是一种性能优良的激光晶体.对该晶体中的包裹物、生长台阶等缺陷进行了观察,并分析了缺陷产生的原因.在晶体的不同部位取样进行扫描电镜和能谱分析,发现随着晶体生长过程的进行,晶体中Nd3 的浓度逐渐增加.研究了晶体中位错蚀坑的分布特点,发现位错蚀坑的密度与晶体生长的不同部位、Nd3 的掺杂浓度等因素有关.     

氧化还原处理对Mg:Ce:Cu:LiNbO_3晶体光折变性能的影响

在同成分铌酸锂(LiNbO3,LN)晶体中,掺入的摩尔分数分别为0.1%.3%,6%MgO,掺入0.1%(质量分数,下同)CuO和0.05%CeO2.采用提拉法生长了优质的Mg:Ce:Cu:LN晶体,对生长后的晶体极化后分别进行了氧化和还原处理.测定了Mg:Ce:Cu:LN晶体的紫外-可见光吸收光谱和光折变性能.结果表明:与未经氧化和还原处理的晶体相比,在掺MgO量为1%和3%时.经氧化处理的晶体的吸收边发生了紫移,经还原处理的晶体的吸收边发生了红移;而在掺MgO量为6%时,氧化处理后晶体的吸收边紫移趋势小明碌.氧化处理后晶体的抗光损伤能力R减弱,而还原处理后晶体的R增强:而当掺入MgO为6%时,Mg:Ce:Cu:LN晶体的R最大,Mg:Ce:Cu:LN晶体的R比Ce:Cu:LN晶体高2个数量级.结合铌酸锂晶体的锂空位缺陷模型解释了有关实验结果.     

共沉淀法合成掺钕钇铝石榴石纳米粉体的研究

掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)多晶透明陶瓷具有良好的化学稳定性、光学性能和耐高温性能,是一种很有前途的激光工作物质.以Al(NO3)·9H2O,Y2O3,Nd2O3,(NH4)2SO4和NH4HCO3为原料,正硅酸乙酯为添加剂,采用共沉淀法制备出分散均匀、团聚程度轻、YAG立方晶相的Nd:YAG纳米前驱体粉末,采用TG/DTA,XRD,FT-IR和TEM等测试手段对Nd:YAG陶瓷材料进行表征.研究结果表明:前驱体粉末在800℃时为无定型态,当温度达到900℃时析出大量的晶体YAlO3(YAP)和少量的YAlO3(YAP),当温度达到1100℃时就全部转化为立方晶相;前驱体纳米粉末中存在轻微的团聚,主要是在1100℃高温时晶粒发生了生长,连接在一起,但是作为团聚整体而言,颗粒分布比较均匀.     

磷酸盐对石膏溶解性能的影响

以分析纯二水硫酸钙为研究对象,研究了磷酸盐种类及掺量对石膏溶解度的影响.采用XRD衍射仪和扫描电镜对样品的物相及微观结构进行了表征,分析了其影响机理.研究结果表明:随着磷酸盐掺量的增大,石膏的溶解度呈不断降低趋势.磷酸盐会选择性的吸附在石膏晶体表面呈现阳性的(120)、(111)面,包裹在晶体表面层,改变了石膏晶体不同晶面的相对生长速率,使得石膏晶体形貌由针柱状变为粗棒状,颗粒平均粒径变大,进而降低了石膏溶解性能.三种磷酸根对石膏溶解抑制作用排序为PO43-＞ HPO42-＞H2PO4-.     

掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的生长

用改进的提拉技术从富锂[摩尔比n(Li2O)/n(Nb2O5)=58.5/41.5]熔体中生长了φ40mmx60mm的掺镁近化学计量比铌酸锂(LiNbO3)晶体.利用X荧光光谱分析了晶体中铌离子(Nb5 )和镁离子(Mg2 )的含量.通过紫外吸收和红外吸收峰研究了晶体中缺陷的结构,初步断定晶体中Mg2 的掺杂浓度已达到抗光伤阈值的浓度.生长晶体的比热容[O.69J/(g·K)]高于同成分LiNbO3晶体的比热容[O.64J/(g·K)].     

热交换法生长掺锆蓝宝石单晶及其光谱性能研究

采用热交换法(Heat-Exchange Method,HEM)生长出无色透明的掺锆蓝宝石(Zr:sapphire)单晶.通过辉光放电质谱(GD-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见-近红外(UV-VIS-NIR)吸收光谱、紫外-可见(UV-VIS)透过率等测试手段研究了Zr:sapphire的光谱性能.目前研究表明,采用HEM成功地将ZrO2掺入蓝宝石晶体中,掺入量可达3.3 ppm;蓝宝石晶体中掺入ZrO2后能消除晶体的F+色心缺陷,提高晶体在波长257 nm处的透过率;Zr:sapphire晶体在可见、红外波段的透过率分别为83.41％、83.20％,掺入ZrO2后蓝宝石晶体依然保持其良好的可见、红外光学性能.     

LiTaO_3晶体-熔体界面失稳后界面形态的演化

利用周期性旋转生长条纹研究了掺钇LiTaO_3晶体各向异性生长系统中,晶体-熔体界面失稳后界面形态的演化。结果表明,平界面失稳后,界面经历了干扰的长大、干扰的小面化、干扰的合并及最后演化成稳定胞状界面的过程。初始干扰的精细结构揭示了生长界面的稳定性与界面邻近溶体动量边界层稳定性间的耦合效应。     

KTNNP晶体生长研究

本文采用高温溶液降温法生长出了掺Nb5+和Nd3+不同浓度的KTP(简称KTNNP)晶体,研究了晶体的生长习性与掺质种类的关系.测定了晶体的晶胞参数,并与KTP晶体作了对比,以掺质后结构的变化探讨了KTNNP晶体生长习性的成因.确定了掺质在生长体系中的分配系数,发现掺铌1%时使Nd3+的分配系数增大12.6倍,并提出了进一步提高晶体中Nd3+含量的设想.