發(fā)布時(shí)間：2018-05-26 18:13

  本文選題：KDP晶體生長 + 臺(tái)階聚并��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：KDP晶體是一種性能優(yōu)良的非線性光學(xué)晶體。當(dāng)前,KDP晶體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),由大尺寸KDP加工出來的倍頻鏡頭也已經(jīng)成功的應(yīng)用于慣性受約核聚變系統(tǒng)。但是,我們對KDP晶體生長的微觀機(jī)理仍然知之甚少;大尺寸KDP晶體快速生長仍然存在失效率高,晶體質(zhì)量差等問,促進(jìn)了對生長機(jī)理的研究。針對以上問題,我們對KDP晶體的生長過程中的各種現(xiàn)象進(jìn)行了表征,并重點(diǎn)研究了 KDP晶體中位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)以及KDP晶體的位錯(cuò)生長機(jī)制。各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)論介紹如下:1,通過蝕刻和光學(xué)方法測量位錯(cuò)方向。通過化學(xué)腐蝕,可以在晶面位錯(cuò)終止處得到倒三角錐形蝕坑,錐頭處即位錯(cuò)端頭。切割一定厚度的晶片,通過在上下表面尋找呈現(xiàn)出相同形態(tài)分布的蝕坑,可以斷定這些蝕坑由同一組位錯(cuò)形成,進(jìn)而根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算出位錯(cuò)方向。實(shí)驗(yàn)中,我們獲得了 7組可靠的數(shù)值,并預(yù)測晶體中存在伯氏矢量為[103],[102],[101]的位錯(cuò)。2,臺(tái)階聚并現(xiàn)象的表征。(101)晶面對負(fù)離子吸附作用顯著,通過偏磷酸鹽摻雜,在偏磷酸鹽釘扎處觀察到了臺(tái)階聚并現(xiàn)象,臺(tái)階的聚并度提高到了原來的2倍以上。3,二維形核現(xiàn)象的表征。在大過冷度的晶體中,發(fā)現(xiàn)了二維形核現(xiàn)象。經(jīng)測量二維核的高度為0.5 nm,與(101)晶面原子層間距一致。二維核沒有特定的宏觀外形。4,螺位錯(cuò)生長機(jī)制的研究。在傳統(tǒng)法和快速法生長KDP晶體的過程中,位錯(cuò)生長機(jī)制起主要作用。我們表征了位錯(cuò)中心處形成的生長螺旋,發(fā)現(xiàn)其形貌成三角形螺旋線,并從(101)晶面原子排列的角度解釋了這一形貌形成的原因。我們還發(fā)現(xiàn)了生長螺旋可以以多重螺旋的形成存在,通過建立KDP晶體中的位錯(cuò)模型,解釋了多重螺旋形成的原因。在我們的實(shí)驗(yàn)中,我們?yōu)镵DP晶體生長的微觀過程提供了直觀的認(rèn)識(shí),有助于我們進(jìn)一步研究KDP晶體生長機(jī)理。更多的問題仍有待解決。
[Abstract]:KDP crystal is a kind of nonlinear optical crystal with excellent performance. At present, KDP crystals have been industrially produced, and the Frequency-doubled lenses fabricated by large size KDP have been successfully applied to the inertial reduced nuclear fusion system. However, we still know little about the microcosmic mechanism of KDP crystal growth, and the rapid growth of large size KDP crystal still has high failure rate and poor crystal quality, which promotes the study of the growth mechanism. In view of the above problems, we characterize the various phenomena in the growth process of KDP crystals, and focus on the structure of dislocations in KDP crystals and the growth mechanism of dislocations in KDP crystals. The experimental contents and conclusions are as follows: 1. The dislocation direction is measured by etching and optical methods. By chemical corrosion, the inverted triangular conical pit can be obtained at the end of the dislocation in the crystal plane, and the wrong end is located at the cone. By cutting the wafer with a certain thickness and searching for the etched pits with the same shape distribution on the upper and lower surfaces, it can be concluded that the etch pits are formed by the same group of dislocations, and then the direction of the dislocation is calculated according to the geometric relationship. In the experiment, we obtained 7 reliable values, and predicted the existence of Burroughs vector in crystal is [103], [102], [101] dislocation. 2, characterization of step aggregation phenomenon. At the point of pinning of metaphosphate, the phenomenon of step aggregation was observed, and the cohesion degree of step increased to more than 2 times of the original. The phenomenon of two dimensional nucleation was characterized. Two dimensional nucleation has been found in crystals with large undercooling. The measured height of the two-dimensional nucleus is 0.5 nm, which is the same as the distance between the atomic layers in the crystal plane. There is no specific macroscopic shape. 4. The mechanism of snail dislocation growth is studied. The dislocation growth mechanism plays an important role in the growth of KDP crystals by conventional and rapid methods. We have characterized the growth helix formed at the center of dislocation and found that it is a triangular spiral line and explained the formation of the morphology from the angle of atomic arrangement in the crystal plane. It is also found that the growth helix can be formed as multiple helix, and the reason for the formation of multiple helix is explained by establishing the dislocation model in KDP crystal. In our experiments, we provide an intuitive understanding of the microscopic process of KDP crystal growth, which is helpful to further study the growth mechanism of KDP crystal. More problems remain to be solved.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O614.113;O772

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本文編號(hào)：1938343