Al2O3晶体的亚晶粒结构的同步辐射形貌分析

本文通过比较两个不同晶体生长历史的温梯法Al2O3晶体，通过同步辐射衍射形貌相研究了晶体内部的完整性，在正常晶体生长条件下Al2O3晶体的FWHM仅为10弧秒，而在正常晶体生长受到间停电破坏时，Al2O3晶体内易出现亚晶粒等缺陷。其内在原因与温梯法晶体生长工艺有关系。

温梯法蓝宝石(Al_2O_3)晶体的脱碳去色退火研究

温度梯度法(TGT)生长的Al2O3晶体因石墨发热体在高温时的挥发和原料中过渡性金属离子的存在,晶体在不同部位呈现不同颜色,一般上部为浅红色,尾部为浅黄绿色.将TGT法生长的Al2O3晶体(φ110×80mm3)依次经过高温氧化气氛、高温还原气氛脱碳、去色退火实验,即“两步法”退火实验,晶体变成无色、透明.经测试,Al2O3晶体的完整性、光学透过率和光学均匀性均有显著提高.

蓝宝石Al_2O_3晶体的高压热传导系数研究

对蓝宝石Al2O3晶体在高压下的热传导系数这一在的理论和实验仍处于探索中的问题,本文从较严格的固体理论出发,考虑到晶格声子的最小平均自由程、Debye温度、Gruneisen参数以及冲击温度在冲击压缩状态下的变化,进而对在高压实验中最常用的窗口材料蓝宝石Al2O3晶体的导热系数进行了理论分析,计算结果较好解释了实验结果.

掺杂晶体材料Al_2O_3∶Ni^(2+)中顺磁离子Ni^(2+)局域结构及其电子顺磁共振参量的研究(英文)

按照叠加模型和微扰理论 ,建立了电子顺磁共振 (EPR)参量 (D ,g∥ ,g⊥)与Al2 O3∶Ni2 +晶体局域结构之间的定量关系 .利用EPR参量决定了Al2 O3∶Ni2 +晶体的局域结构 .通过考虑适当的晶格畸变 ,成功地解释了Al2 O3∶Ni2 +晶体基态很大的零场分裂和各向异性的 g因子 .获得了Ni2 +离子上方最近邻的三个O2 - 离子偏向〔1 1 1〕晶轴 0 .60 3°,而Ni2 +离子下方的三个O2 - 离子偏向〔1 1 1〕晶轴 0 .598°.

Al_2O_3晶体中Cu^(3+)离子自旋哈密顿参量及其局域结构研究

利用自旋哈密顿理论,在建立Al_2O_3：Cu^(3+)晶体结构和自旋哈密顿参量之间的定量关系的基础上,采用掺杂离子位移模型,统一计算了Al_2O_3：Cu^(3+)晶体的自旋哈密顿参量,解决了前人工作中可调参量过多的问题。理论结果与实验数据符合很好,说明采用的模型是合理的。结果表明,Cu^(3+)离子掺入Al_2O_3基质晶体后,并没有准确占据Al^(3+)格位,而是沿C_3轴移动了0.0179nm。

Al_2O_3:V^(2+)晶体自旋哈密顿参量的理论解释

在考虑微小磁相互作用(包括SS、SOO和OO作用)的基础上,采用全组态完全对角化方法,建立了A l2O3晶体中V2+离子的局域结构与自旋哈密顿参量定量关系,对A l2O3:V2+晶体基态和激发态零场分裂以及基态g因子等自旋哈密顿(SH)参量给出了统一的解释。结果表明,V2+离子进入A l2O3晶体后,上下配体氧平面分别沿C3轴向远离三角中心的方向移动了0.0021nm和0.0020nm。理论计算结果与实验值符合甚好。

Al_2O_3∶Cu^(3+)晶体EPR参量及其晶格畸变研究

按照EPR参量的四阶微扰理论和叠加晶场模型 ,建立了EPR参量 (D ,g∥ ,g⊥)与Al2 O3 ∶Cu3 +晶体结构之间的定量关系。在此基础上 ,计算了Al2 O3 ∶Cu3 +晶体的EPR参量 ,理论与实验符合甚好。研究表明 ,Cu3 +掺入Al2 O3 晶体后 ,沿[1 1 1 ]晶轴方向Cu3 +离子上方三角配位的三个O2 -配体偏向[1 1 1 ]轴 1 .336° ,而下方的三个O2 -配体偏向 [1 1 1 ]轴 0 .6 1 8° ,同时 ,六个O2 -配体向Cu3 +中心移动 0 .0 0 1nm。本文的方法为研究掺杂晶体晶格畸变、缺陷及离子占位提供了一条有效途径。

导模提拉法生长Tb_3Sc_2Al_3O_(12)(TSAG)晶体及性质表征

本文采用导模提拉法成功生长了Tb3Sc2Al3O12(TSAG)晶体,并对所生长晶体进行了物相分析和单晶结构分析,探讨了多晶原料的烧结温度对晶体颜色的影响。Sc3+和Al3+的浓度分布测试表明,导模提拉法能较好地克服因分凝效应引起的Sc3+浓度分布不均,可以生长获得浓度分布均匀的TSAG晶体。磁光性能测试表明,Sc3+掺入对晶体在400～1100 nm波长范围内的磁光性能影响不大,所生长TSAG晶体的费尔德常数仅比Tb3Al5O12(TAG)晶体低6%～8%。

Al_2O_3:C晶体辐射发光剂量特性的数值模拟

在医学放射治疗上可以利用Al2O3:C晶体产生的辐射发光(Radio-luminescence,RL)测量放射治疗的剂量率。本文采用双电子陷阱双复合中心动力学模型对Al2O3:C晶体的辐射发光剂量特性做了数值模拟,给出了β射线辐照Al2O3:C晶体过程中各能级上载流子和RL产生的动态过程,并首次数值模拟了F+中心浓度和高剂量辐照对RL的影响。模拟结果表明:β射线连续辐照Al2O3:C时其产生的RL强度由初始值达到平衡值,且初始值和平衡值都与剂量率成正比,随着Al2O3:C晶体中F+中心浓度的增加,RL强度增强,初始值和平衡值都增加,最后给出了高剂量辐照Al2O3:C晶体对RL的影响。文章中数值模拟的结果和先前实验结果相一致,同时模拟结果对Al2O3:C晶体在制备过程中如何提高RL强度从理论上指明了方向。

旋轨耦合作用对Ti^(3+):Al_2O_3能级分裂的贡献

运用晶体场理论对钛宝石能级分裂的精细结构进行了计算,结果说明,在不计Jahn-Teller效应的情况下,考虑晶场和自旋-轨道耦合的共同作用能很好的解释其基态能级分裂,解决了Macfarlane认为不能用晶体场理论进行计算的困难.理论数据与实验结果符合得很好.

非线性光学材料NaBa_4Al_2B_8O_(18)Cl_3的固相合成与晶体生长

本文采用高温固相反应法在800℃合成了NaBa4Al2B8O18Cl3多晶粉末,探索了生长NaBa4Al2B8O18Cl3晶体的助熔剂,采用顶部籽晶技术分别以NaF和LiCl作助熔剂成功生长出NaBa4Al2B8O18Cl3透明晶体,晶体最大尺寸为22mm×22mm×15mm。粉末倍频测试测得NaBa4Al2B8O18Cl3晶体的粉末倍频强度为KDP的0.5-1.0倍。

Co^(2+),Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)晶体的生长及其吸收特性

应用中频感应提拉法成功生长出新型的Co2+,Er3+:Y3A l5O12晶体。研究了室温下晶体的吸收光谱性能。结合Er3+:Y3A l5O12晶体的光谱,并利用调Q判据对Co2+,Er3+:Y3A l5O12晶体调Q特性进行了简单的分析。结果表明Co2+,Er3+:YAG晶体是一种很有潜力的自调Q激光晶体。

Ti：Al_2O_3晶体的电子自旋共振谱研究

Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３晶体中的顺磁中心Ｔｉ３＋由于强烈的晶格自旋耦合而使其电子自旋共振（ＥＳＲ）吸收只有在液氦温度附近才能看到。本实验在液氮温度附近（９３Ｋ）记录到由许多强的吸收峰迭加于Ｔｉ３＋宽吸收线所组成的电子自旋共振谱。这些强吸收峰被认为是Ａｌ２Ｏ３基质中的Ｆｅ３＋，Ｍｎ２＋，Ｃｒ３＋，Ｍｏ３＋，Ｆｅ２＋，Ｃｏ２＋等杂质的共振吸收及Ｔｉ２＋３Ａ２ｇ基态的双量子跃迁造成的。

Ti^（3＋）离子掺杂浓度与Ti：Al_2O_3晶体的光谱畸变

通过室温下掺杂浓度为０．０３～０．４５Ｗｔ－％范围的Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３晶体的偏振激发光谱，荧光光谱和吸收光谱的测量，从实验上确信，Ｔｉ３＋在Ａｌ２Ｏ３基质晶体中不易形成Ｔｉ３＋离子对。并且发现，随着Ｔｉ３＋离子掺杂浓度的提高，偏振激发光谱发生了（ｌ）肩／峰强度比增加和（２）长波展宽现象，而相应波段的吸收光谱却未发现这种浓度效应导致的线型畸变。

Al_2O_3:V^(3+)晶体局域结构及其自旋哈密顿参量研究

提出了解释掺杂离子局域结构畸变的配体平面移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与自旋哈密顿参量之间的定量关系.在考虑自旋与自旋、自旋与另一电子轨道和轨道与轨道作用等微小磁相互作用的基础上,采用全组态完全对角化方法,对Al2O3晶体中V3+的局域结构和自旋哈密顿参量进行了系统的研究.结果表明,V3+掺入Al2O3晶体后,上下配体氧平面间距离增大了0.0060nm.从而成功地解释了Al2O3:V3+晶体的自旋哈密顿参量.在此基础上,研究了三角晶场下3d2离子自旋哈密顿参量的微观起源.研究发现,自旋三重态对自旋哈密顿参量的贡献是主要的,微小磁相互作用对自旋哈密顿参量的贡献只与自旋三重态有关.

Ti：Al_2O_3晶体中Ti^（3＋）离子的电子顺磁共振研究

通过对Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３晶体的不同取向的电子顺磁共振（ＥＰＲ）研究，认为在９３Ｋ温度下观测到的ｇ＝２．００的强烈各向异性的共振线是来自于Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３晶体中的Ｔｉ３＋离子２Ｔ２ｇ能态的中间能级１Ｅ１／２的顺磁共振吸收。而室温下观察到的ｇ≈２．００的吸收线是由Ｔｉ３＋离子２Ｔ２ｇ能态上能级２Ａ１的共振吸收产生的。由晶体场理论进行的计算与上述结果基本符合。

温梯法生长大尺寸蓝宝石晶体的脱碳去色退火研究(英文)

温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)生长的Al_2O_3晶体因石墨发热体在高温时的挥发和原料中过渡性金属离子的存在,在不同部位呈现不同颜色,一般上部为浅红色,尾部为浅黄绿色.将TGT法生长的Al2O3晶体(110×80mm3)依次经过高温氧化气氛、高温还原气氛脱碳、去色退火实验,即“两步法”退火实验,晶体变成无色、透明.经测试,Al2O3晶体的完整性、光学透过率和光学均匀性均有显著提高.

绿宝石激光晶体的主折射率及其温度系数的精确测量

报道了用自准直法在 0 4 88μm ,0 5 3975 μm ,1 0 795 μm和 1 34 14μm激光波长上测量了含Cr3 + 离子浓度为 1 0 1at . %的Cr3 + ∶Be3 Al2 Si6O18晶体的主折射率及其温度系数 ,得到了该晶体的Sellmeier方程 ,用此结果反算了该晶体在上述 4种波长下不同温度的折射率 ,误差小于 1 0 9× 10 -4 ,最后对测量误差进行了讨论。