掺镱氟磷酸钙(Yb∶FAP)晶体的生长

用高频感应提拉法生长了掺Ｙｂ３＋氟磷酸钙（Ｙｂ∶ＦＡＰ）晶体,获得了理想的生长工艺参数．为消除晶体中通常存在的宏观缺陷,研究了晶体的退火条件．生长的晶体毛坯尺寸为２２ｍｍ×４５ｍｍ．对晶体进行了初步的位错观察,并估算了晶体的位错密度．     

温梯法生长φ110 mm×80 mm蓝宝石晶体位错的化学腐蚀形貌分析

利用导向籽晶温度梯度法（ＴＧＴ）生长了φ１１０ｍｍ×８０ｍｍ的蓝宝石单晶,应用化学腐蚀、光学方法分析了该晶体不同部位、不同切片的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况、发现在晶体放肩处的（１１２０）面位错密度约为１０＾４ｃｍ＾－２量级,等径生长过程中造晶体中心处（０００１）面位错密度为（３￣４）×１０＾３ｃｍ＾－２,靠近坩埚壁处（０００１）面晶体位错密度为（５￣６）×１０＾４ｃｍ＾－２,用同样方法分析     

钛宝石晶体中的位错以及退火对位错的影响

用化学腐蚀剂腐蚀出样品的 (0 0 0 1)表面上的位错蚀坑 ,在原生态和退火样品的对应径向线上测量了位错腐蚀坑的密度分布 .由位错腐蚀坑的形成理论确定出原生态晶体中很可能有 3种位错类型 ,即Burgers矢量b =13〈112 0〉 ,13〈110 1〉和〈10 10〉的位错线 ,然而长时间在还原性高温气氛中的退火难以降低晶体中的总的位错密度 .在晶体的放肩至等径生长阶段 ,沿着晶体的生长方向 ,晶体棒中心的位错密度由高变低 ,这显示出 :在晶体的放肩至等径生长的转变过程中 ,生长界面发生了翻转 ,由凹形界面转变为凸形界面 ,位错线随之从晶体棒的中心向边缘发散 .     

Yb:Ca5(PO4)3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb：Ca5（PO4）2F（Yb：FAP）晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知：晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物。且位错密度显著增加。Yb：FAP晶体的各向异性使得晶体在（10 10）面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而（0001）面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

Yb∶Ca_5(PO_4)_3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb∶Ca5(PO4)3F(Yb∶FAP)晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知:晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物,且位错密度显著增加。Yb∶FAP晶体的各向异性使得晶体在(10 10)面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而(0001)面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

五磷酸钕晶体中缺陷的X射线形貌研究

用X射线衍射形貌法研究了NdP_5O_(14)晶体中的微观缺陷,主要有铁弹畴、反相畴界、生长区的界面、生长层和位错。铁弹畴的应变矢量是R=[100],反相畴界的位移矢量是R=[001]。位错有螺位错和刃位错。部分螺位错的Burgers矢量为b=[100]。分析了晶体缺陷和生长条件之间的关系,提出提高晶体完美性的措施。     

不同生长条件下合成的金刚石晶体缺陷的特征研究

采用同步辐射白光貌相术对四组采用不同生长条件合成的金刚石晶体进行了研究，分析了四组金刚石晶体内部缺陷的形貌特征，并对部分缺陷的特征量进行了计算。不同生长条件下合成的金刚石样品不仅颜色、晶形不同，晶体内部的缺陷类型和分布特征也明显不同。A组样品中的晶体缺陷以起源于籽晶表面的位错为主，少量位错起源于晶体的内部。局部存在层错，个别晶体具有孪晶界、片状应力区和生长带。在B组和C组样品中存在的主要缺陷为生长带。D组样品中的晶体缺陷主要为生长带和位错束。研究结果表明，同种生长条件合成的金刚石晶体缺陷特征具有相似性，而不同生长条件合成的金刚石晶体缺陷则具有较大的差异。     

用X射线形貌术研究兰宝石晶体质量

拍摄了不同工艺方法生长的兰宝石晶体的X射线形貌相。比较了火焰法、导模法、提拉法和温梯法生长的兰宝石晶体中的缺陷。在温梯法宝石中发现有三角形交叉网格位错线,确定了位错线的Burger’s矢量。     

YAG晶体位错密度分布及蚀坑形貌

YAG晶体在光电子领域有着重要的应用，晶体生长的缺陷控制是需要解决的瓶颈问题。本工作研究了缩颈和无缩颈提拉法生长的YAG晶体的位错形貌及密度分布，通过对YAG晶体进行抛光、浓磷酸位错腐蚀和金相显微镜分析研究，发现YAG晶体的头部位错密度最大，等径处的位错密度最小，延伸至收尾处位错密度略升高，缩颈结束收细直径的地方位错密度显著降低；分析了不同晶向的YAG位错腐蚀坑形貌，由表面模型计算了YAG各晶面的表面能，结果表明：YAG晶体位错蚀坑相对稳定的外露面为(110)和(112)面。通过极射投影图进一步说明了(110)和(112)面的稳定性及其与晶面的位置关系是决定位错腐蚀坑形貌的重要原因。     

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.     

导向温梯法生长优质兰宝石单晶

评述了各种生长兰宝石晶体的工艺技术,着重指出采用Czochralski技术生长兰宝石晶体过程中存在的坩埚中熔体对流效应对晶体质量的严重影响,提出了生长兰宝石晶体的导向温梯法。 采用导向温梯法生长兰宝石晶体所得结果表明,其位错密度、光学均匀性、应力和散射中心等品质均优于Verneuil和Czochralski技术生长的晶体。还讨论了选用该法生长大尺寸、高质量兰宝石单晶的优缺点。     

两种新型衬底材料 LiAlO2和LiGaO2晶体的腐蚀形貌和缺陷研究

ＬｉＡｌＯ２和ＬｉＧａＯ２是目前找到的和ＧａＮ晶格失配率最小的两种晶体,其失配率分别为１．４％和０．２％．本研究分别利用温梯法和提拉法成功地生长出了ＬｉＡｌＯ２和ＬｉＧａＯ２单晶．通过化学侵蚀、光学显微镜、透射电子显微镜和Ｘ射线衍射貌相术对两种晶体中的缺陷特征进行了分析,研究了晶体特性、生长方法和缺陷形成的关系．用温梯法生长的ＬｉＡｌＯ２晶体质量良好,晶体中无气泡、包裹物．ＬｉＡｌＯ２晶体中的位错密度约为３．８×１０４—６．０×１０４／ｃｍ２,晶体中的主要缺陷为亚晶界或镶嵌,可能是由于温度场不稳定及生长速率太快造成的．而用普通的提拉法生长的ＬｉＧａＯ２晶体由于原料按非化学计量比挥发,致使组分偏离,容易产生γ－Ｇａ２Ｏ３包裹物,包裹物和位错的形成具有一定的相互促进作用,往往形成平行于（００１）面的亚晶界,通过调整原料配比及生长工艺参数可克服上述问题．测得ＬｉＧａＯ２晶体的位错密度为７．０×１０５—９．２×１０５／ｃｍ２．温梯法在生长有熔体组分挥发的晶体方面远优于提拉法     

提拉法生长钆镓石榴石的晶体缺陷

观察了提拉法生长钆镓石榴石的晶体缺陷。主要研究位错及其攀移、蜷线位错、位错环和包裹物。棱柱位错环和攀移位错环可存在同一晶体中。攀移位错环和蜷线位错可分两类:各对应于吸收间隙原子的攀移和微细沉淀粒子在位错处反复成核成长这两种攀移生长机制。     

激光新材料Nd^3^＋：Li6Y（BO3）3晶体的助熔剂生长

合成出不同Ｎｄ＾３＾＋掺杂浓度的ＬＹＢ系列粉末样品，进行了荧光测试。用差热分析法测定了熔体的生长温度曲线。用助熔剂法生长出尺寸为６５ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍ的Ｎｄ＾３＾＋：ＬｉＹ（ＢＯ３）３晶体。     

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.     

KTiOPO_4晶体的显微分析与结构研究

本文用X射线衍射技术分析了用助熔剂法生长的KTiOPO_4晶体的结构,获得一些新的结果。通过化学腐蚀观察到晶体的微观位错,发现KTiOPO_4晶体具有沿(200)晶面解理的性质。     

Cr~(3+)∶LiCaAlF_6晶体提拉法生长的研究

在国内首次报道熔体提拉法生长Ｃｒ３＋∶ＬｉＣａＡｌＦ６晶体的研究．晶体生长工艺中不用ＨＦ流动气氛和铂金炉膛．研制出质量较好的尺寸达（２０—２５）ｍｍ×（９０—１２０）ｍｍ的晶体．测定了晶体对８０９ｎｍ红外波段的吸收系数μ为１０－２量级，晶体中无ＯＨ－．对于熔体的富Ｌｉ组成，ＣｒＦ３对氧化作用的敏感以及若干晶体缺陷与生长工艺的关系等方面进行了讨论     

Cr3+:LiCaAlF6晶体提拉法生长的研究

在国内首次报道熔体提拉法生长Ｃｒ＾３＋：ＬｉＣａＡｌＦ６晶体的研究。晶体生长工艺中不用ＨＦ流动气氛的铂金炉膛。研究出质量较好的尺寸达Φ（２０－２５）ｍｍ×（９０－１２０）ｍｍ的晶体。测定晶体对８０９ｎｍ红外波段的吸收关系数μ为１０＾－２量级，晶体中无ＯＨ＾－，对于熔体的富Ｌｉ组成，ＣｒＦ３对氧化作用的敏感以若干晶体缺陷生长工艺的关系等方面进行了讨论。     

砷酸钛氧铷(RbTiOAsO4)晶体的性质

采用高温溶液法生长出２０ｍｍ×３６ｍｍ×５２ｍｍ透明的ＲＴＡ单晶,压电常数值的分布和熔盐腐蚀形貌均证明晶体为单畸。本文报道了ＲＴＡ晶体宽的透光范围,良好的倍频性质,低的电导率,低的介质损耗以及铁电相变、介电常数、压电常数、测试结果表明,ＲＴＡ晶体在红外光参量振荡器、光参量放大器和倍频等方面有应用前景,并且是一种优良的光电材料。     

BBO晶体中位错的研究

位错是BBO晶体中的主要缺陷。用λ=532nm的Q开关Nd:YAG的SHG(Second Harmonics Generation)为光源的LST法(Light Scattering Tomography),可以无损地观测晶体中的位错形态。BBO晶体中的位错形态为空间型的麻绳花样的三维网络。位错线上级饰有许多外来杂质。