同步辐射白光形貌术表征RbTiOAsO_4晶体中的生长缺陷

KTiOPO4(KTP)是著名的非线性光学晶体 ,它有许多优良的物理性质 ,如 :高非线性光学系数 ,宽光学透明范围 ,高激光损伤阈值。因此KTP晶体十分适合于制作小型蓝绿激光器和光参量振荡器。最近一些研究者试图把KTP晶体的应用范围扩大到中红外波段的光参量振荡器 ,但KTP晶体在 4.3μm和 3.5 μm处的光吸收严重降低振荡器的输出功率。对比之下 ,RbTiOAsO4(RTA)晶体在 3～ 5 μm波段无任何光吸收。从这个意义上来说 ,RTA晶体是制作红外光参量振荡器的理想材料。在这里我们主要报道利用同步辐射白光形貌术结合化学腐蚀法检测RTA晶体中缺陷的一些结果。为了解籽晶对晶体生长质量的影响 ,采用同步辐射白光形貌观察一片包含籽晶在内的( 0 0 1 )晶片。结果表明 :生长扇界是该晶片中的主要缺陷 ,它在形貌像中显示很强的X射线运动学衬度 ,而生长条纹的衬度很弱。此外 ,一些位错在籽晶的成帽区和生长扇界上成核。大部分位错沿 [1 0 0 ]方向 ,根据位错在不同衍射形貌像中的衬度 ,其Burgers矢量被确定为 [0 0 1 ],因此位错具有典型的刃型特征。从能量角度考虑 :Burgers矢量沿 [0 0 1 ]方向 ,位错线具有较低的能量 ,因为该方向的矢量长度要低于 [1 0 0 ]和 [0 1 0 ]方向。( 1 0 0 )晶片远离籽晶 ,该晶片几乎是无位错的 。

同步辐射白光形貌术观察SiC单晶中的微小多型结构

采用同步辐射白光形貌术观察了6H和4H-SiC单晶片中的微小多型结构。基于透射同步辐射形貌术的衍射几何和晶片的取向,计算了SiC晶体中3种主要多型在Lane像中对应不同反射的成像位置,并与实际结果进行了比较。鉴别出6H和4H-SiC单晶中分别存在着少量的4H-SiC和15R-SiC多型的寄生生长。

基于同步辐射白光形貌术和X射线迹线法的6H-SiC单晶结构缺陷研究

[目的]SiC材料结构缺陷的检测和控制是实现材料应用的关键环节,因此本文对6H-SiC单晶中的结构缺陷进行研究。[方法]采用同步辐射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的基本螺位错和基平面弯曲,并利用X射线迹线法模拟基本螺位错的形貌和基平面弯曲后衍射斑点的形状。[结果]6H-SiC单晶中的典型结构缺陷之一为基本螺位错,它的形貌特征为白色的圆斑;由于热弹应力的存在,6H-SiC单晶在生长过程中容易发生基平面弯曲,结果导致衍射斑点的形状发生改变。[结论]同步辐射白光形貌术和X射线迹线法可以用于检测6H-SiC单晶结构缺陷;样品的基本螺位错密度为1.56×10~4/cm^2,基平面弯曲半径近似为1m。

应用同步辐射白光形貌术研究Nd:SGG晶体的缺陷

应用同步辐射X射线形貌术对坩埚下降法生长的Nd:SGG晶体的缺陷进行了研究。观察到该晶体中存在较为明显的镶嵌结构晶界缺陷和位错缺陷,并分析了上述缺陷的形成原因。对提高Nd:SGG晶体质量、改进生长工艺具有一定的参考价值。

LiTaO_3晶体同步辐射白光形貌术的完整性研究

钽酸锂晶体(LiTaO3)是一种典型的非化学计量比晶体,通常使用的同成分LiTaO3的n(Li)∶n(Ta)约为48.6∶51.3.从同成分熔体中提拉生长同成分LiTaO3,采用同步辐射白光形貌术对同成分LiTaO3的完整性进行分析,结果表明:同成分LiTaO3中存在较多的小角晶界.讨论了小角晶界在晶体中的分布,分析了其形成原因和改进方法;同时采用同步辐射白光形貌术进一步观察到同成分LiTaO3中组分不均匀,采用DTA(差热分析法)分析组分不均匀区域,结果显示组分不均匀区域的Curie(居里)温度不同,这表明晶体中Li+分布不均匀.

同步辐射背反射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的小角晶界和微管

利用同步辐射X射线形貌术对升华法生长的6H-SiC(0001)晶片中的小角晶界与微管缺陷进行了研究。小角晶界在同步辐射中的形貌成直线沿〈11-00〉方向分布。根据螺位错附近的应变场和衍射几何,模拟了基本Burgers矢量大小的螺位错在同步辐射形貌像中的衍衬像,模拟结果与实验结果符合较好。据此指认了基本螺位错,并确定了微管Burgers矢量的大小。

钼酸钆晶体畴结构的同步辐射白光形貌实时研究

用同步辐射白光X射形貌术对畴结构在温度及外加电场变化条件下的演变情况进行了研究。结果表明：在钼酸钆样品中同时存在铁电畴和铁弹畴，但这两类畴在温度高于居里温度时都消失，当施加足够外加电压时可以单畴化。

激光晶体Nd:YVO_4的形貌及生长缺陷

本文报道了应用环境扫描电镜（ESEM）和同步辐射X射线白光形貌术对采用提拉法生长出的Nd:YVO4晶体进行的形貌及生长缺陷的分析,获得了该晶体的开裂表面的ESEM形貌像以及取自晶体肩部和中间部位的（001）面的同步辐射白光形貌像,观察到了位错、包裹物等缺陷,可为生长高质量的Nd:YVO4晶体提供重要的启示.

快速生长KH_2PO_4晶体的缺陷和{100}生长表面形貌研究(英文)

利用原子力显微镜和光学显微镜观测了快速生长KH2PO4晶体的表面形貌。发现在较高生长温度下的{100}生长表面容易出现二维成核生长机制,在本文的实验条件下,{100}生长表面上的宏观台阶平均高度为2.34nm,而宏观台阶平台宽度的尺寸各不相同。在{100}生长表面上观察到了由杂质阻碍作用引起的台阶聚并和台阶弯曲,并讨论了杂质和生长台阶之间的相互作用机理。利用同步辐射白光形貌术分析了快速生长KDP晶体内部的位错缺陷。

DKDP晶体的柱面形貌与缺陷分析

采用原子力显微镜观测全方位生长的DKDP晶体的{100}面形貌,发现有螺旋位错,由此推断DKDP晶体{100}面以螺旋位错机制生长;利用同步辐射X射线白光形貌术观测了DKDP晶体缺陷,探讨了不同生长条件及生长阶段对晶体完整性的影响。

非线性光学晶体CBO的缺陷形貌分析

以碳酸铯和硼酸为原料采用泡生法生长出三硼酸铯 (化学式CsB3 O5,简称CBO)晶体 ,首次报道了利用同步辐射白光X射线形貌术对CBO晶体的 (0 0 1)面、(0 10 )面和 (10 0 )面进行了观察。观察结果表明 ,CBO晶体的主要缺陷是生长层。缺陷形成的原因是晶体生长炉内热流的非稳态对流和温度振荡导致晶体的微观生长率随时间变化 。

BiB3O6晶体的褐色缺陷

利用同步辐射白光形貌术和透射电子显微镜,对BiB3O6晶体的缺陷进行研究.靠近籽晶部位,可以观察到包藏、位错和生长扇面边界,而远离籽晶的位置,没有发现任何微观的缺陷.通过实验观察,孪晶和生长扇面边界可能是导致晶体中褐色区域的形成原因.提出了消除缺陷的方法.

NdxY1—xAl3（BO3）4（NYAB）系列晶体中的生长缺陷

采用同步辐射白光形貌术结合化学腐蚀法研究了TNAB系列晶体NdxGd1-xAl3(BO3)4(NGAB)和YbxY1-xAl3(BO3)4(YbYAB）晶体中的生长缺陷。发现生长孪晶是该系列晶体中普遍存在的缺陷。NGAB晶体中的孪晶为180°旋转孪晶，操作轴为[0001]轴，即结构的三次对称轴，该孪晶以结构因子的衬度出现在X射线形貌像中：而YbYAB晶体中的孪晶则为反演孪晶，主晶与孪晶的结构互为中心对称。该孪晶在X射线形貌像中不出现畸的衬底，而仅出现界面的运动学衬度。

YVO_4晶体缺陷分析

运用同步辐射白光X射线形貌术分析了YVO4 的结构和缺陷行为 ,也观测了YVO4 晶体 (0 0 1)、(10 0 )面的缺陷。发现在 (0 0 1)面出现应力生长区、沿 [10 0 ]方向的位错线以及晶体中镶嵌结构。运用白光形貌术拍摄到的劳埃斑 ,证明晶体为四方晶系。确定了小角晶界是引起多晶的主要原因。

Nd:LuVO_4晶体缺陷的研究

采用提拉法生长的Nd:LuVO4 晶体是一种适合二极管泵浦的新型激光晶体,运用化学腐蚀结合光学显微术和同步辐射白光X射线形貌术对Nd:LuVO4 晶体缺陷进行观察,结果表明:晶体的主要缺陷为位错和小角晶界。利用高分辨X射线衍射仪进一步验证了这一结果。并初步讨论了缺陷形成的原因。

高温相偏硼酸钡(α-BaB_2O_4)晶体的缺陷行为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α BaB2 O4 晶体内部的完整性 ,并分析了α BaB2 O4 晶体的缺陷行为及缺陷形成原因。在 (0 0 1)面发现生长扇界和亚晶界 ,而在 (10 0 )面和 (12 0 )面分别观察到了位错、位错簇以及针状包裹体。使用双晶衍射实验发现在 (0 0 1)面有生长条纹 ,这些生长条纹呈环形 ,该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速率波动有关。运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑 。

低应变SiGe/Si异质结构的应变弛豫与界面扩散

利用透射电子显微镜(TEM)和同步辐射X射线白光形貌术研究了低应变SiGe/Si异质结构应变弛豫和界面扩散。观察到SiGe外延层未发生应变弛豫,Si缓冲区和Si衬底中有颗粒状析出物。

LiNdP4O12晶体的生长缺陷

报道了用同步辐射X射线白光形貌术和光学显微法研究由助熔剂籽晶旋转法生长的LNP晶体的生长缺陷。本文除对晶体中的包裹物和位错缺陷等进行了详细观察描述外，还发现了一种比较奇特的腐蚀沟槽。最后分析了这些缺陷的成因和克服办法。

Na_5[B_2P_3O_(13)]晶体双晶结构的研究

采用泡生法和b向籽晶生长出尺寸为22mm×24mm×20mm的透明Na_5[B_2P_3O_(13)]晶体。晶体定向中发现(100)和(001)晶面的一级衍射出现双峰;正交偏光显微镜下观察晶体的(010)切片,看到清晰的明暗条纹;当一束激光正入射(010)切片时,产生衍射现象;用同步辐射白光X射线形貌术拍摄了(100)、(010)和(001)切片的Laue像,观察到了晶体的孪晶结构,再借助(010)切片的化学腐蚀研究,推出该晶体为规则的聚片双晶,其结合面为(001)。

LiNdP4O12晶体的生长缺陷

LiNdP4O12(LNP）晶体是一种新型的激光材料。本文报道了用同步辐射X射线白光形貌术和光学显微法研究由助熔剂籽晶旋转法生长的LNP晶体的生长缺陷，观察到了圆形生长台阶及精细的系列台阶结构，对晶体中的包裹物和位错缺陷等进行了详细的观察描述，还发现了一种比较奇特的腐蚀沟槽，分析了这种腐蚀沟槽的形成机理及各种缺陷的成因和克服办法。