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.

水热法合成α-Al_2O_3晶体

本文研究了不同矿化剂 ,不同温度对水热条件下合成α Al2 O3 晶体的大小、形貌和晶体质量的影响。发现在矿化剂浓度为 0 .1MKOH和 1MKBr条件下 ,填充度为 35 % ,温度为 380℃时Al(OH) 3 只转化成薄水铝石 ,无α Al2 O3晶体生成 ;388℃时只是部分转化成α Al2 O3 ;在 395℃以上时完全能转化成α Al2 O3 ,晶体形状为六棱柱形。在矿化剂浓度为 1MKOH时 ,填充度 35 % ,温度为 380℃时 ,即有部分Al(OH) 3 转化成α Al2 O3 ,390℃以上完全转化成α Al2 O3 。

水热法合成α-Al_2O_3晶体的晶面形态

本文研究了高温高压水热法合成α Al2 O3 晶体的形状和表面形态。原料为Al(OH) 3 ,矿化剂的浓度为 1MKBr、0 .1MKOH ,填充度 35 %,温度 388℃时 ,可部分自发生成α Al2 O3 晶体。温度超过 395℃以上 ,可全部转化成α Al2 O3晶体 ,晶体形状为六棱柱体 ,显露底面 { 0 0 0 1}和柱面 { 2 110 }、{ 112 0 }、{ 12 10 } ,晶体的表面呈现阶梯。在矿化剂为 1MKOH ,填充度 35 %,温度为 380℃时 ,部分自发生成α Al2 O3 晶体 ,晶体的底面 { 0 0 0 1}和柱面 { 112 0 }消失 ,呈现双锥形 ;当温度达到 395℃时 ,可全部转化成α Al2 O3 晶体 ,晶体呈双锥形 ,晶面呈条状阶梯形 ;温度达到 40 5℃以上 ,晶体又呈现六棱柱体。

In:Ga_2O_3氧化物半导体晶体的生长与性能研究

β-Ga_2O_3晶体是一种新型宽禁带氧化物半导体材料,本征导电性差。为了在调控导电性能的同时兼顾高的透过率和结晶性能,离子掺杂是一种有效的途径。采用光学浮区法生长出f8 mm×50 mm蓝色透明In:Ga_2O_3晶体,晶体具有较高的结晶完整性。In^(3+)离子掺杂后,β-Ga_2O_3晶体在红外波段出现明显的自由载流子吸收,热导率稍有减小。室温下,In:Ga_2O_3晶体的电导率和载流子浓度分别为4.94×10^(-4)S/cm和1.005×1016 cm^(-3),其值高于β-Ga_2O_3晶体约1个数量级。In:Ga_2O_3晶体电学性能对热处理敏感,1200℃空气气氛和氩气气氛退火后电导率降低。结果表明,In^(3+)离子掺杂能够调控β-Ga_2O_3晶体的导电性能。

掺杂Rh离子SrTiO_3晶体缺陷形成能和电子结构的研究

使用CRYSTAL-09软件包模拟计算了完整SrTiO_3晶体的电子结构以及Rh离子掺杂SrTiO_3晶体的缺陷形成能和电子结构。结果表明Rh离子在晶体中将优先占据Sr格位;Rh掺杂SrTiO_3晶体在禁带中出现了一个4d态杂质能级,导致禁带宽度减小,可见光区的光催化活性提高;解释了Rh掺杂SrTiO_3晶体具有较高H_2产量的原因机理。

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.

球形Mn_2O_3晶体的制备及其光催化性能

在乙二醇体系中,以MnCl2.4H2O和NaAc为主要原料溶剂热制备锰氧前驱物.该前驱物经600℃煅烧5h得到球形Mn2O3晶体.利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对产物进行了表征,对其形成机理进行了初步的分析,并对其光催化性能进行了初步探讨.实验结果表明,产物为球形Mn2O3晶体,其平均直径约为7μm,且由多层纳米片组成,而纳米片则是由细小的纳米颗粒构成.产物Mn2O3晶体的特殊形貌结构对光催化H2O2氧化分解亚甲基蓝有较好的催化性能.

Cu^+离子注入α-Al_2O_3晶体的光吸收与荧光谱测量

将注量为5×1016/cm2和能量为150～390keV的Cu+离子,在不同温度下注入αAl2O3单晶试样,并在还原气氛中进行不同温度下的热退火处理,然后对试样进行光吸收和荧光测量.测试结果表明,不同能量及不同温度条件下的Cu+离子注入不同晶向的αAl2O3晶体后,均发现该晶体在紫外可见光区域发生强吸收,而经退火后吸收强度大幅度下降.通过对光吸收谱进行高斯拟合以及荧光谱分析确认,Cu+离子注入蓝宝石晶体产生的点缺陷主要为F心,F+心,F2+心和F2+2等阴离子空位缺陷.

CsB3O5晶体高效三倍频产生28.3W 355nm激光

利用CsB_3O_5(CBO)晶体对Nd:YAG声光调Q准连续1064 nm激光的高效三倍频效应获得高功率355 nm激光输出.1064 nm激光采用大功率脉冲式半导体激光(LD)列阵侧面抽运Nd:YAG晶体的主振荡-功率放大(MOPA)系统实现210 W的调Q准连续输出,激光以1 kHz脉冲串方试运转,每个脉冲串包含5个调Q脉冲,单脉冲宽度为40 ns.经I类LiB_3O_5(LBO)晶体倍频产生98 W 532 nm绿光.通过30 mm长的II类CBO晶体对1064 nm与532 nm光和频获得28.3 W的355 nm紫外光,相应的三倍频转换效率为13.5%,比相同条件下II类LBO晶体高28.6%.研究了CBO三倍频产生355 nm光的温度敏感特性,得到其温度带宽为25?C,远大于LBO晶体的4?C.实验证明,CBO晶体在三倍频产生355 nm的转换效率和温度不敏感性方面均优于LBO晶体.

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。

Nd^(3+):Gd_3Ga_5O_(12)晶体的室温吸收光谱和荧光光谱(英文)

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石 (Nd3 + :GGG)激光晶体。研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质 ,分析了Nd3 + :GGG晶体4F3 / 2 →4I11/ 2 能级跃迁与 1.0 6 μm附近的荧光谱线之间的关系。吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是 4 .32× 10 -2 0 cm-2 ,2 .3× 10 -19cm-2 ,2 4 0 μs,比较了Nd3 + ∶GGG和Nd3 + ∶YAG的物理参数 ,实验表明 :Nd3 + ∶GGG较Nd3 + ∶YAG有一系列的优点。

BiB_3O_6(BIBO)晶体热膨胀性质的各向异性及其影响

研究了低对称性非线性光学晶体BiB_3O_6(BIBO)的热膨胀性质,并对热膨胀系数进行了主轴化,实验及计算表明,BiB_3O_6晶体的主轴热膨胀系数分别为-26.4×10^(-6),50.4×10^(-6)和8.5×10^(-6)/℃,具有较强的各向异性。

Nd:Gd_xY_(1-x)Ca_4O(BO_3)_3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸，高质量的新型激光自信频晶体Ｎｄ：ＧｄｘＹ１－ｘＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３简称Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ）．对Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体的ＸＲＤ衍射图进行指标化，得到它的晶胞参数为α＝８．０８０Ａ； ｂ＝１６．０１６Ａ； ｃ＝３．５３８Ａ； β＝１０１．１８°；μ＝４９１．１Ａ３．对取自不同部位的晶体粉末进行ＩＣＰ原子发射光谱分析表明晶体整体组份均匀一致，根据熔体和晶体粉末的ＩＣＰ数据计算，Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体中Ｎｄ３＋的分凝系数为０．６３．首次报道了 Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体２００～３０００ｎｍ室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命．室温透过光谱表明Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体的紫外吸收边在～２２０ｎｍ，具有很宽的透光波段（～２２０～２７００ｎｍ）； Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体在８００ｎｍ附近存在很强的吸收，适合于ＬＤ泵浦．荧光光谱表明Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体是一种很有潜力的ＲＧＢ（ｒｅｄ；ｇｒｅｅｎ， ｂｌｕｅ）激光自信频晶体．掺杂 ４％、 ５％ Ｎｄ：ＧｄＹＣＯＢ晶体的荧光寿命分别为 １０５μｓ和１００μｓ．

ZnAl_2O_4:Cr^(3+)晶体局域结构研究

提出了新的掺杂离子局域结构畸变模型,称之为配体离子移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与电子顺磁共振(EPR)参量之间的定量关系。首次在考虑SS(spin-spin)、SOO(spin-other-orbit)和OO(orbit-orbit)作用的基础上,采用全组态完全对角化方法,对ZnAl2O4∶Cr3+晶体的局域晶格畸变、EPR参量及其电子精细光谱进行了系统的研究,结果表明,Cr3+离子掺入ZnAl2O4晶体后,O2-离子在氧平面上向远离[111]轴的方向移动了(0.01777±0.00007)nm。从而成功地解释了ZnAl2O4∶Cr3+晶体的EPR参量。同时研究也表明,OO磁相互作用并不引起新的能级分裂,只使能级产生移动,能级移动达到10cm-1的量级,但对ZFS参量的贡献甚微。

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°.

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.

LiB_3O_5晶体及其自助溶生长溶液的高温拉曼光谱研究

利用高温共焦激光显微拉曼光谱技术,研究了非线性光学晶体LiB_3O_5以及晶体自助溶生长溶液的高温微结构特征。通过对LiB_3O_5晶体高温拉曼光谱、Li_2O·4B_2O_3组分玻璃体常温拉曼光谱和Li_2O·4B_2O_3高温溶液拉曼光谱的分析表明:晶体、玻璃体中主要的结构单元为包含一个BO_4(O为桥氧)结构的硼氧六元环.随着温度的升高,该六元环中BO_4结构稳定性降低,发生硼氧四配位BO_4向三配位BO_3的转变。从而造成包含一个BO_4结构的硼氧六元环部分被破坏,Li_2O·4B_2O_3高温溶液中硼氧六元环基团B_3O_6相对浓度增高。Li_2O·4B_2O_3高温溶液这一微结构特征对形成LiB_3O_5晶体相是有利的。

GdP_5O_(14):Sm^(3+),Pr^(3+)晶体生长,光谱和离子间的能量传递

The single crystal of GdP 5O 14 :Sm 3+ ,Pr 3+ (GdPP:Sm,Pr) was grown by the hydrothermal method. The crystal belongs to the monoclinic space group P2 1/ C by X ray powder diffraction results. The dependence of Pr 3+ ion concentration in GdPP:Sm,Pr crystals on the emission intensity of 4 G 5/2 → 6 H 7/2 transitions of Sm 3+ ion and the energy transfer between Sm 3+ and Pr 3+ ions have been investigated and discussed.

优质大尺寸金绿宝石(Cr^(3+):BeAl_2O_4)可调谐激光晶体的生长

应用改进工艺的提拉(CZ)法技术,采用合适的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Cr3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、长度与厚度约110×25mm的紫翠色Cr3+:BeAl2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,根据获得的吸收光谱与晶体分裂场理论,计算了Cr3+的八面体晶格场参数Dq=1764cm-1以及Racah参数B=608cm-1。晶体样品加工成6(60、80)mm的激光棒,并实现了激光的输出。