本文關鍵詞：ADP晶體及其薄表面層生長特性研究

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【摘要】：ADP晶體(磷酸二氫銨晶體,NH4H2PO4)是一種性能較優(yōu)良的非線性光學晶體,在激光和光電子技術應用方面占有重要地位。ADP晶體是KDP類晶體中的重要成員,近年關于ADP晶體在一定條件下能由鐵電體轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F電體的研究發(fā)現(xiàn),使其在KDP類晶體中脫穎而出,市場上對于大尺寸ADP晶體的需求也隨之增加。目前,生長大尺寸KDP類晶體最常用的方法為溶液生長法,實驗發(fā)現(xiàn),采用溶液法生長KDP類晶體的過程中,會出現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象,即薄表面層生長現(xiàn)象。不同于晶體的正常生長,薄表面層是在生長溶液中懸垂生長,下方無任何晶體結構作為基底。Z切片籽晶的晶錐再生過程(成帽過程)是最典型的薄表面層生長過程,最終形成的晶錐為包裹有生長溶液的“空盒子”,而Z切片籽晶是目前生長大尺寸KDP類晶體中應用最為廣泛的籽晶,很多研究表明,晶錐再生過程的順利與否,直接關系到晶體的生長質(zhì)量及最終利用率。此外,研究發(fā)現(xiàn)具有非完整晶體學形態(tài)的晶體同樣以薄表面層生長的方式對其形態(tài)進行恢復,由于薄表面層內(nèi)部包裹有大量生長溶液,導致最終形成的晶體質(zhì)量較差。然而,至今仍未見關于薄表面層生長現(xiàn)象的合理解釋,開展實驗研究薄表面層生長特性具有重要意義。本文以ADP晶體為研究對象,使用金剛石線切割機制備ADP晶體樣品,開展關于ADP晶體薄表面層形成及生長特性的實驗研究,并從生長動力學角度出發(fā)探究了ADP晶體薄表面層的生長規(guī)律,主要內(nèi)容為:(1)開展實驗,測定了不同溫度下ADP原料的溶解度,擬合得出了相應的溶解度曲線,為后期晶體生長實驗及薄表面層生長特性研究實驗的開展奠定了基礎。(2)設計實驗,采用“點籽晶”全方位生長法生長ADP晶體,介紹了兩種制備點籽晶的方法,分別為:自然蒸發(fā)法、金剛石線切割法,對比分析了采用兩種不同籽晶生長ADP晶體的利弊。(3)設計實驗,研究凹角對薄表面層生長特性的影響,使用金剛石線切割機,切割獲取得到5種具有不同類型凹角的ADP晶體樣品,對比分析了不同ADP晶體樣品薄表面層的生長特性,結果表明,凹角的切割取向?qū)Ρ”砻鎸由L有較大影響,且一定條件下,薄表面層最易形成于凹角處。(4)設計實驗,研究不同棱角存在情況下ADP晶體樣品的薄表面層形成及生長特性,并結合顯微實時觀察實驗,探究棱角對ADP晶體薄表面層生長的影響。結果表明,棱角是否存在,會影響晶片對其形態(tài)的“判斷”,對薄表面層的生長速度有較大影響,綜合分析認為,棱角為薄表面層主要生長源。同時,使用顯微觀測系統(tǒng),對ADP晶體薄表面層的形態(tài)進行觀測,并對其厚度進行了測量。(5)設計顯微實時觀測系統(tǒng),開展薄表面層生長動力學研究,測量并分析了薄表面層切向生長速度隨溶液驅(qū)動力的變化規(guī)律;測量了不同棱角存在情況下ADP晶體薄表面層的生長速度,并計算了相關動力學系數(shù),定量的分析了棱角對薄表面層生長的影響。
【關鍵詞】：ADP晶體 薄表面層 顯微實時觀測 生長動力學
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O78
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-7
• 主要符號表7-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 ADP晶體的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 ADP晶體簡介11-12
• 1.2.2 ADP晶體生長的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 薄表面層生長的研究意義及現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 薄表面層生長的研究意義14-16
• 1.3.2 薄表面層生長的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容及特色18-20
• 2 ADP晶體的生長20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 相變的理論基礎20-24
• 2.2.1 相變發(fā)生的熱力學條件20-22
• 2.2.2 相變驅(qū)動力22-23
• 2.2.3 成核的基本類型23-24
• 2.3 ADP溶液溶解度曲線的測定24-27
• 2.3.1 實驗原料及儀器25
• 2.3.2 實驗步驟25-26
• 2.3.3 實驗結果與討論26-27
• 2.4 ADP晶體生長實驗27-33
• 2.4.1 籽晶的制備及選取27-29
• 2.4.2 ADP晶體生長的實驗裝置及步驟29-31
• 2.4.3 籽晶對ADP晶體生長的影響31-33
• 2.5 本章小結33-34
• 3 ADP晶體薄表面層生長特性研究34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 凹角對ADP晶體薄表面層生長的影響34-44
• 3.2.1 實驗設備34-36
• 3.2.2 實驗方法及步驟36-37
• 3.2.3 結果及討論37-44
• 3.3 棱角對ADP晶體薄表面層生長的影響44-48
• 3.3.1 缺失一條棱邊的ADP晶體Z切片薄表面層生長特性44-46
• 3.3.2 缺失相交角的ADP晶體Z切片薄表面層生長特性46-47
• 3.3.3 無正常棱角的ADP晶體Z切片薄表面層生長特性47-48
• 3.4 顯微實時觀察ADP晶體薄表面層生長特性48-53
• 3.4.1 實驗設備及方法48-49
• 3.4.2 ADP晶體薄表面層顯微形態(tài)49-50
• 3.4.3 棱角處薄表面層生長顯微實時觀察50-53
• 3.5 本章小結53-54
• 4 ADP晶體薄表面層生長動力學研究54-60
• 4.1 引言54-55
• 4.2 溶液過飽和度對薄表面層生長動力學的影響55-57
• 4.2.1 實驗方法及步驟55
• 4.2.2 結果與討論55-57
• 4.3 棱角對薄表面層生長動力學的影響57-58
• 4.3.1 實驗方法及步驟57
• 4.3.2 結果與討論57-58
• 4.4 本章小結58-60
• 5 結論與展望60-62
• 5.1 主要結論60-61
• 5.2 課題展望61-62
• 致謝62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68
• A. 作者在攻讀碩士學位期間完成的學術論文68
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目68

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本文編號：1133355