本文關鍵詞：鉭酸鎂晶體生長及性能研究

  更多相關文章： 單晶生長 光學浮區(qū)法 MgTa_2O_6 Mg_4Ta_2O_9 拉曼 能帶結(jié)構

【摘要】：晶體因為其內(nèi)部的長程有序性,在科學研究和科技創(chuàng)新有著重要的地位。然而自然界中以單晶形式存在的物質(zhì)少之又少,無法滿足現(xiàn)在科研和生產(chǎn)的需求,為了彌補這一不足,對物理本質(zhì)和科技發(fā)展提供更加寬闊的途徑,人工晶體成為了眾多科研人員所希冀的方法。在眾多晶體生長的方法中,后進的光學浮區(qū)法,以其獨有的僅受材料本身能帶結(jié)構限制,無坩堝,無污染,無應力殘余,生長快速,高效清潔等特點成為了生長高熔點氧化物、生長反應劇烈和雜質(zhì)分布要求高等材料的首選。在光學浮區(qū)法問世的幾十年中,大量的高質(zhì)量的晶體通過這種方法被成功生長出來,例如半導體硅單晶,BaTiO3-GaTiO3壓電晶體,MgTiO3磁電晶體等。隨著微波通訊,現(xiàn)代移動電話,電子通訊的迅猛發(fā)展,在通訊體統(tǒng)中扮演重要角色的高頻介電材料得到了科研工作這和科技產(chǎn)業(yè)廠商的大力關注。如何獲得高質(zhì)量高效率的微波介電材料,成為了一時研究的熱點。而鉭酸鎂MgTa2O6具有良好的介電性能(Q×F=59600, ε=30.3, τf=30ppm/℃)成為了有力的后補者。并且由于其適合的能帶結(jié)構和層狀結(jié)構使得其在光解水催化上有著優(yōu)異的表現(xiàn)。但測試樣品多為多晶,受晶界影響和雜質(zhì)能級影響,其本征性質(zhì)并未被發(fā)掘出來。本文使用光學浮區(qū)法成功生長了MgTa2O6晶體,單晶尺寸為毫米級無色透明。首次對單晶MgTa2O6材料的紫外可見吸收譜進行了研究,發(fā)現(xiàn)MgTa2O6材料為間接躍遷半導體,對應的能帶寬度為3.86eV。光解水過程所利用的是其直接躍遷過程,對應禁帶寬度4.29eV。作者首次進行了MgTa2O6材料的偏振拉曼光譜的測量和分析,MgTa2O6的偏振拉曼譜絕大部分符合拉曼張量理論；也對MgTa2O6進行了變溫拉曼譜研究,證明在變溫范圍(-184℃-505℃)內(nèi),MgTa2O6結(jié)構穩(wěn)定,從低到高升溫時,峰位移動,峰寬化,峰強度降低的主要影響為聲子間非諧相互作用。首次對本組已經(jīng)生長的剛玉結(jié)構Mg4Ta2O9進行了變溫拉曼研究。在升溫過程中,拉曼峰逐漸藍移,寬化,強度降低。剛玉結(jié)構Mg4Ta2O9的拉曼峰隨著溫度升高,從起初的十六支拉曼峰由于峰寬化交疊最終剩余十二支拉曼峰。溫致拉曼峰變化符合Wallace理論所指出的規(guī)律,拉曼峰位溫致移動的原因為聲子間非諧相互作用所致,而峰寬化亦是由聲子間非諧相互作用引發(fā)的。在整個變溫區(qū)間內(nèi)(84K-840K)間沒有新峰出現(xiàn),Mg4Ta2O9呈現(xiàn)良好的熱穩(wěn)定性。通過以上研究,了解了光學浮區(qū)法生長晶體的生長技術,為進一步對其他晶體的生長奠定了基礎。對MgTa2O6晶體和Mg4Ta2O9晶體基本性質(zhì)的研究為其進一步的應用提供了有價值的實驗數(shù)據(jù)。
【關鍵詞】：單晶生長 光學浮區(qū)法 MgTa_2O_6 Mg_4Ta_2O_9 拉曼 能帶結(jié)構
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O782
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 晶體生長的意義10-13
• 1.2 晶體生長方法簡介13-18
• 1.3 鉭酸鎂的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 鉭酸鎂的生長意義19-22
• 1.5 本論文的設想和意義22-24
• 第二章 浮區(qū)法生長晶體的原理和儀器24-54
• 2.1 光學浮區(qū)法晶體生長的基本原理24-34
• 2.1.1 相圖24-27
• 2.1.2 凝固27-34
• 2.2 光學浮區(qū)爐和一般性試驗操作34-54
• 2.2.1 光學浮區(qū)法晶體生長的發(fā)展35-38
• 2.2.2 FZ-T-10000-H-VI-VP型單晶爐38-42
• 2.2.3 光學浮區(qū)法生長晶體的一般過程42-54
• 第三章 鉭酸鎂MgTa_2O_6晶體生長54-74
• 3.1 引言54-57
• 3.2 晶體生長57-66
• 3.2.1 初始原料57
• 3.2.2 實驗設備57-58
• 3.2.3 實驗過程58-66
• 3.3 晶體表征66-71
• 3.3.1 粉末XRD相表征66-68
• 3.3.2 Raman光譜表征68-71
• 3.4 小結(jié)71-74
• 第四章 鉭酸鎂MgTa_2O_6晶體能帶研究74-90
• 4.1 引言74-76
• 4.2 吸收過程76-81
• 4.3 鉭酸鎂晶體紫外可見吸收光譜81-85
• 4.4 禁帶寬度85-88
• 4.5 本章小結(jié)88-90
• 第五章 鉭酸鎂MgTa_2O_6單晶的偏振拉曼和變溫拉曼光譜研究90-114
• 5.1 引言90-92
• 5.2 實驗部分92-93
• 5.2.1 實驗設備92
• 5.2.2 實驗過程92-93
• 5.3 偏振拉曼光譜研究93-96
• 5.4 MgTa_2O_6晶體變溫拉曼96-105
• 5.5 Mg_4Ta_2O_9單晶變溫拉曼光譜研究105-112
• 5.6 小結(jié)112-114
• 第六章 結(jié)論和展望114-118
• 6.1 結(jié)論114-115
• 6.2 展望115-118
• 參考文獻118-122
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文122-124
• 致謝124

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 詹晟;曹世勛;袁淑娟;魯波;張金倉;;ErFeO_3單晶反常負磁化和補償溫度點性研究[J];低溫物理學報;2012年05期

2 郭星原;張洪武;馬光;丁戰(zhàn)輝;王健;;浮區(qū)法制備金紅石單晶及其光譜特性[J];吉林大學學報(理學版);2007年02期

3 范修軍;王越;馬云峰;邸大偉;徐宏;劉國慶;;紅寶石晶體光學浮區(qū)法生長及其缺陷研究[J];人工晶體學報;2011年05期

4 徐義庫;劉林;張軍;;移動溶液浮區(qū)法Nd_2Fe_(14)B單晶生長[J];熱加工工藝;2014年13期

5 鄭紅,陳頌,張?zhí)N芝,夏鴻昶,張雪梅,張道范,姜彥島;浮區(qū)法生長Yb_3Fe_5O_(12)晶體及其磁光特性[J];硅酸鹽學報;1993年04期

6 張俊剛;夏長泰;吳鋒;裴廣慶;徐軍;鄧群;徐悟生;史宏生;;β-Ga_2O_3單晶浮區(qū)法生長及其光學性質(zhì)[J];功能材料;2006年03期

7 郭星原;于英寧;許大鵬;丁戰(zhàn)輝;蘇文輝;;利用浮區(qū)法在高氧壓下生長ZnO晶須[J];高等學校化學學報;2006年10期

8 張俊剛;李斌;夏長泰;徐軍;鄧群;徐曉東;吳鋒;徐悟生;史宏生;裴廣慶;吳永慶;;β-Ga_2O_3:Cr單晶體的浮區(qū)法生長及光學特性[J];中國科學(E輯:技術科學);2007年03期

9 王占亮;武安華;景財年;占晟;曹世勛;徐軍;;光學浮區(qū)法生長的GdFeO_3單晶[J];磁性材料及器件;2012年03期

10 詹晟;曹世勛;袁淑娟;張金倉;;光學浮區(qū)法生長高質(zhì)量EuFeO_3單晶[J];材料導報;2012年20期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 夏天龍;黃耀波;趙松川;王學云;管淳;徐行;張清明;;光浮區(qū)法制備高質(zhì)量錳氧化物單晶[A];中國晶體學會第四屆全國會員代表大會暨學術會議學術論文摘要集[C];2008年

2 王璐璐;夏長泰;賽青林;狄聚青;;光學浮區(qū)法生長W:β-Ga_2O_3單晶[A];第十六屆全國晶體生長與材料學術會議論文集-02半導體材料器件及應用[C];2012年

3 申慧;徐家躍;武安華;郁金星;;光學浮區(qū)法生長YFeO_3晶體[A];第14屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2006年

4 馬云峰;邸大偉;王越;蔣毅堅;;光學浮區(qū)法生長CBN晶體研究[A];中國光學學會2011年學術大會摘要集[C];2011年

5 武安華;徐軍;袁淑娟;曹世勛;;光學浮區(qū)法在磁光晶體生長中的應用[A];第15屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2009年

6 邸大偉;馬云峰;韓文輝;王越;;BiFe_(1-X)Co_XO_3晶體光學浮區(qū)法生長及其物理性質(zhì)研究[A];中國晶體學會第五屆全國會員代表大會暨學術大會（晶體生長分會場）論文摘要集[C];2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 徐宏;幾種介電晶體光學浮區(qū)法生長及其物性研究[D];北京工業(yè)大學;2014年

2 馮冠霖;鈮酸鈣和鈮酸鉍單晶的光浮區(qū)法生長及光電性質(zhì)研究[D];吉林大學;2012年

3 郭星原;ZnO晶須和TiO_2單晶的浮區(qū)法生長及其光譜研究[D];吉林大學;2006年

4 李亮;浮區(qū)法生長Zn_2TiO_4、ZnNb_2O_6和MgNb_2O_6單晶及性能研究[D];吉林大學;2011年

5 王亞彬;稀土正鐵氧體NdFeO_3晶體生長及磁性研究[D];上海大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉文強;鉭酸鎂晶體生長及性能研究[D];吉林大學;2016年

2 王丹揚;光浮區(qū)法生長LaCoO_3晶體的探索性研究[D];吉林大學;2007年

3 龔振宇;光浮區(qū)法生長Fe摻雜TiO_2晶體的探索性研究[D];吉林大學;2007年

4 王占亮;光學浮區(qū)法GeFeO_3晶體的制備及表征[D];山東建筑大學;2012年

5 韓文輝;光學浮區(qū)法生長Ba_(1-x)Sr_xTiO_3晶體及其性能研究[D];北京工業(yè)大學;2014年

6 陳朝波;微重力環(huán)境下液橋?qū)α骷捌浯艌隹刂频臄?shù)值模擬研究[D];重慶大學;2008年

7 張鴻儒;龐磁阻錳氧化物La_（2-2x）Sr_（1+2x）Mn_2O_7單晶的浮區(qū)法生長及物性研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2010年

8 范修軍;A：Al_2O_3(A=Cr，F(xiàn)e，，Ni)晶體光學浮區(qū)法生長及其性能研究[D];北京工業(yè)大學;2011年

本文編號：876277