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1、晶體生長基礎(chǔ)郭學(xué)鋒材料科學(xué)與工程學(xué)院內(nèi)容簡(jiǎn)介晶體生長過程相平衡晶體形核理論界面運(yùn)動(dòng)學(xué)晶體生長過程的輸運(yùn)生長過程中界面穩(wěn)定性界面動(dòng)力學(xué)問題目錄第一章單晶體第二章晶體生長方法第三章相平衡狀態(tài)圖第四章晶體生長過程中的輸運(yùn)問題第五章界面穩(wěn)定性理論第六章晶體形核理論第七章界面結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)學(xué)理論第八章界面動(dòng)力學(xué)理論第九章晶體生長的基本問題第十章晶體的品質(zhì)鑒定第一章單晶體1.1新材料技術(shù)與單晶體材料的分類（按照用途分）2.晶體BBOCrystal晶體材料在功能材料中占有重要地位，這是由于它具有一系列獨(dú)特的物理性能所決定的。常見的晶體材料有：（1）激光晶體固體激光器的發(fā)
2、光材料，通常被稱為激光晶體。早期的紅寶石：(Al2O3:Cr3+)目前的摻釹釔鋁石榴石：(YAG:Nd3+)目前在350多種基質(zhì)晶體和20多種激活離子的約70個(gè)躍遷波段上實(shí)現(xiàn)了受激發(fā)射。Nd:YVO4CrystalNd:YVO4crystalisoneofthemostexcellentlaserhostmaterials,itissuitablefordiodelaser-pumpedsolidstatelaser.A）基質(zhì)晶體（載體）中摻入激活離子（發(fā)光中心Nd3+，Cr3+，Ho3+，Dy2+）。輸出的波長從紫外（~0.17?m）到中紅外（~5.
3、15?m）。如：紅寶石Al2O3:Cr3+，摻釹釔鋁石榴石YAG:Nd3+等。B）化學(xué)計(jì)量激光晶體，這種晶體的激化離子就是晶體組成之一。其特點(diǎn)：高效、低值，功率小。分類（按組分分）（2）非線性光學(xué)晶體定義：晶體當(dāng)受到強(qiáng)電磁場(chǎng)作用時(shí)，由于非線性極化引起非線性光學(xué)效應(yīng)。目的：是實(shí)現(xiàn)光頻率的轉(zhuǎn)化：由于非線性光學(xué)晶體可以通過其倍頻、和差、光參量放大和多光子吸收等非線性過程改變?nèi)肷涔夂桶l(fā)射光頻率的變化。KDPandDKDPcrystalsPotassiumDihydrogenPhosphate(KDP)andPotassiumDideuteriumPhospha
4、te(DKDP)arecurrentlyusedforelectro-opticalmodulationandfrequencyconversion.CORETECH?KDPandDKDPhavehighnonlinearcoefficientandhighopticaldamagethreshold,andcanbeused?electro-opticalmodulator,Qswitchesandshuttersforhighspeedphotography.KH2PO4KD2PO4應(yīng)用激光頻率轉(zhuǎn)換、四波混頻、光束轉(zhuǎn)向、圖象放大光信息處理、激光對(duì)抗
5、和核聚變等研究領(lǐng)域?，F(xiàn)狀：我國該領(lǐng)域領(lǐng)先（3）電光晶體定義：光通過有外加場(chǎng)的晶體時(shí)，光隨著外加場(chǎng)的變化發(fā)生如偏轉(zhuǎn)、偏振面旋轉(zhuǎn)等而達(dá)到控制光傳播的目的。這類晶體為電光晶體。應(yīng)用：光通訊、光開關(guān)、大屏幕顯示、光儲(chǔ)存、光雷達(dá)和光計(jì)算機(jī)等。要求：在使用的波長范圍內(nèi)，對(duì)光的吸收和散射要小、電阻率要大、介電損耗角要小、化學(xué)穩(wěn)定、機(jī)械和熱性能好、半波電壓低等。（4）聲光晶體定義：超聲波通過晶體時(shí)，在晶體中產(chǎn)生隨時(shí)間變化的壓縮和膨脹區(qū)域，使晶體的折射率發(fā)生周期性變化，形成超聲導(dǎo)致的折射率光柵，當(dāng)光通過折射率周期性變化的晶體時(shí)，將受到光柵的衍射，產(chǎn)生聲光相互作用。這類晶
6、體為聲光晶體。應(yīng)用：高速激光印刷系統(tǒng)、激光雷達(dá)、光計(jì)算機(jī)等。（5）磁光晶體定義：當(dāng)光通過組成原子有一定磁性的被磁性晶體反射（克耳效應(yīng)）或透射（法拉第效應(yīng)）時(shí)，其偏振面狀況將發(fā)生變化，這類晶體為磁光晶體。應(yīng)用：激光快速開關(guān)、調(diào)制器、循環(huán)器及隔離器；計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器等。（6）熱釋電晶體定義：當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，晶體某一結(jié)晶學(xué)方向上正負(fù)電荷相對(duì)重心位移而引起自發(fā)極化效應(yīng)，這類晶體為熱釋電晶體。應(yīng)用：紅外熱釋電探測(cè)器、紅外熱釋電攝像管等。（7）壓電晶體定義：通過拉伸或壓縮使晶體產(chǎn)生極化，導(dǎo)致晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)，這類晶體為壓電晶體。應(yīng)用：濾波器、諧振器、光
7、偏轉(zhuǎn)器、測(cè)壓元件等。（8）閃爍晶體定義：當(dāng)射線或放射性粒子通過晶體時(shí)，晶體會(huì)發(fā)出熒光脈沖，這類晶體為閃爍晶體。應(yīng)用：核醫(yī)學(xué)、核技術(shù)、空間物理等。（9）半導(dǎo)體晶體定義：電阻率處于導(dǎo)電體（10-5?.cm）和絕緣體（1010?.cm）之間的晶體為半導(dǎo)體晶體。應(yīng)用：聲、光、電等。（10）薄膜晶體定義：1?m或以下厚度的晶體。應(yīng)用：電子管和超大規(guī)模集成電路等。（11）……晶體除了以上談到的晶體以外，尚有：鐵電、硬質(zhì)、絕緣、敏感、熱光、超導(dǎo)體、快離子導(dǎo)體等等。1.2晶體生長單晶時(shí)原料（母相）狀態(tài)對(duì)生長方法進(jìn)行分類：氣相液相固相晶體生長方法分類晶體生長方法溶液生長
8、法熔液生長法氣相生長法固相生長法薄膜生長法降溫，恒溫蒸發(fā)，溫差水熱，循環(huán)流動(dòng)，凝膠等提拉，下降
