哈工大晶体生长.ppt

布拉维准则 晶体的实际晶面平行于面网密度大的晶面，而且面网密度越大，晶面的重要性也越大。晶面的重要性可由晶面本身的大小, 在晶体上出现的频度以及是否平行于解理面等来衡量。 第四章 晶体生长环境及其控制 4.1 生长速度及其对晶体的影响 对晶体形状的影响： 快速生长的晶体．经常发育成柱状、针状和鳞片状的集合体. 如升华结晶形成的雪花等(原因为潜热放出, 或存在分凝)。 如果晶体在近似平衡的条件下生长, 生长速度比较缓慢, 一般情况下均能获得比较完整的结晶多面体. 对晶体大小的影响： 晶体快速生长时(驱动力大, 如过冷度大), 母体中形成较多结晶中心(晶核)， 所以，生长出的晶体数目较多且个体较小。 如果结晶进行的很缓慢, 产生的晶核少, 且有一定的时间允许品核之间互相吞并, 只有少数的结晶发育长大成晶体．因此生长出的晶体少且较完整, 个体比较大。 对晶体纯度的影响：晶体生长速度较大时, 常常将晶体中的其他物质包裹进晶体中, 造成晶体的结构缺陷, 使晶体的纯度和完整性变差. 反之则可能得到比较理想的晶体. 第六章 非线性光学晶体概述6.1 磷酸盐晶体 6.2 碘酸盐晶体 6.3 硼酸盐晶体 6.4 铌酸盐晶体 6.5 半导体型非线性晶体 6.6 有机非线性光学晶体 6.7 非线性光学晶体展望 7.2 相位匹配 7.3 光混频与光振荡 7.4 非线性光学晶体应用例倍频 确定饱和点温度后，升温5-10度，进行过热处理数小时，然后降温至饱和点温度一张0.5度，下晶，待晶体表面微溶后，在逐渐降温实现晶体的生长。 微观生长波动 微观生长波动是由晶体固液界面的不稳定性引起的。引起微观生长波动的因素很多．主要可分为两类： 1．机械不稳定性； 2．化学或热力学不稳定性。这种波动可起源于杂质和温度梯度的存在（浓度起伏和温度起伏）。 精心设计装置，使用高质量电动机、齿轮、导向螺杆等部件．消除不均匀和过度磨损，则易于避免机械不稳定性。 化学不稳定性的消除较难，与杂质含量及其扩散系数有关。同时调节生长速度和界面处的温度梯度，可成功地避免组分过冷型不稳定。 提拉法生长晶体的一般原则 保证提拉与旋转平稳，保证无振动。采用最好的温度控制器，纯净的材料和不污染熔体的坩埚。 坩埚设计应保持维度持别是熔体深度宜尽可能小以使对流减至最小，必要时可在熔体中加挡板。在高度等于熔体原始深度三分之一的地方放一块大小等子坩埚直径三分之二的平板可以抑制当熔体被提拉出一半时的大部分的热振荡， 采用20一80r／mim的晶体旋转速度．足以实现良好的搅拌。减小径向温度梯度。更高的转速会导致不稳定。 应用慢速提拉可以提高抑制组分过冷的稳定性。可以减小界面曲率。 第五章 晶体品质 晶体中常见缺陷 点缺陷 空位与间隙原子 空位形成原因：温度 当晶体内部原子由于热涨落而脱离格点位置，跑到晶体表面上格点位置而构成新的原子层，这时在晶体内部留下空位。在一定温度下，晶体内部空位和表面上原子处于平衡状态，这种方式形成的缺陷称为肖特基缺陷。 热激发脱离原位的原子成为间隙原子时，称为弗仑克尔缺陷。由原子热振动产生的缺陷称为热缺陷。弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷是热缺陷的两种基本类型。热缺陷浓度随温度升高成指数上升, 特定材料在一定温度具有一定平衡浓度的热缺陷。 外来原子 外来原子进入晶格成为晶体中的杂质。外来原于可以占据晶格间隙形成填隙原子；也可以替代原来的原子而占据格占位置形成置换原子，外来原于进入点阵难易程度与晶体结构和外来原子大小及性质有关。 外来原子为杂质缺陷. 杂质缺陷浓度与温度无关。 非化学计量结构缺陷 有的化合物会随周围气氛、性质和压力大小的变化而发生偏离化学计量比的现象．由此而形成 线缺陷： 刃型位错 螺型位错 位错持性： (1)晶体中原子排列缺陷(一种线缺陷)。位错是有一定宽度的管道。 (2)位错线或形成一封闭环形．或终止在表面或晶粒边界上，决不终止在晶体内部。 (3)位错环把晶体中变形部分和没有变形部分区分开。 (4)位错‘管道”内及其附近有较大应力集中，在晶体中形成弹性应力场。“管道”内的原子平均能量比其他区域大得多，它的形成使系统能量提高, 故位错不是