手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

提拉法掺Nd~(3+):YAG晶体的生长及性能研究

侯恩刚

   Nd~(3+):YAG晶体是一种重要的晶体材料。本文采用三价Nd~(3+)离子置换晶体中的部分Y3+,用提拉法生长出了高光学质量的Nd~(3+):YAG晶体,确定了Nd~(3+):YAG晶体的生长工艺参数:温度为2070℃~2100℃,提拉速度为0.6mm/h左右,转速17.5rpm左右,晶体棒长度为140mm,最大直径为40mm,晶体呈美丽的淡紫色。 本文详细分析了晶体的生长过程以及晶体生长过程中所遇到的问题,并提出了相应的解决方案。对晶体的完整性进行了研究,结果表明开裂、胞状界面、胞状组织和位错是影响晶体质量的主要缺陷,并通过侵蚀法对晶体位错进行了分析,研究了晶体中位错的分布规律,认为晶片中部要比边缘的位错密度低,调整晶体的生长参数可有效地降低位错。 用X射线粉晶衍射分析了Nd~(3+):YAG晶体的结构,证实了其结构为等轴晶系,Ia3d空间群,并通过晶胞参数的计算分析得出以下结论:沿着晶体生长方向(纵向),晶胞参数逐渐变大,在晶体同一个横截面上,晶胞参数变化不大。本文测试了Nd~(3+):YAG晶体样品的紫外可见光吸收光谱,研究了Nd离子掺杂浓度对吸收光谱的影响,研究结果表明:Nd离子浓度越高,晶体的吸收强度越大,并且随着Nd离子浓度的增大紫外吸收边界出现蓝移现象,这是由于钕离子在YAG中的分凝系数小于1,表现为沿晶体生长方向,晶体中钕离子浓度增加,晶胞参数增大,缺陷增多,从而造成紫外吸收边位置向长波方向移动。但不同浓度样品的吸收谱形状基本一样,未出现畸变结构。 采用常规的宝石学研究方法,对提拉法合成Nd~(3+):YAG晶体的宝石学特征进行了较为全面地分析,测得其摩氏硬度为7.90~8.29,相对密度值为4.576~4.582,在长波紫外光(365nm)下具有强紫色荧光,在短波紫外光(253.7 nm)下具有中等的黄绿色荧光。本文进一步采用宝石阴极发光仪测试晶体的阴极发光特征,与相似宝石进行了对比。Nd~(3+):YAG晶体的常规宝石学特征和阴极发光特征为其鉴定提供了可靠的依据。论文还对Nd~(3+):YAG晶体的市场前景进行了预测,认为Nd~(3+):YAG晶体作为紫色宝石的仿制品具有广阔的应用前景。……   
[关键词]:Nd~(3+);提拉法;晶体生长;性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国地质大学(北京)2007年
App内打开