晶体的规则外貌是怎么形成的

正认识非传统的晶体生长路径将给予我们更多的自由度来实现晶体形态控制,也有助于对于许多天然矿物形成机制的理解。晶体常常具有规则的外形,比如钻石具有八面体或菱形十二面体,天然水晶常具有六棱柱状等等,反映出晶体的结构对称性。地质学家通过观察晶体外貌便可以猜测晶体的结构相。这些多面体外貌的形成原理,是一个初具晶体生长知识的中学生都可以轻易回答的。     

奇异的矿物晶体外形

一个朋友到笔者的办公室,看见桌上摆放的一块晶形完好的石英晶体(图1),不解地发问:你为什么把这块石头磨成这个样子啊?其实,所有矿物晶体都有一定的几何多面体外形,这是矿物学中一条最基本的原理。不同矿物的外形各异,不乏精彩纷呈、使人流连忘返者,观赏这些五颜六色矿物晶体的外形,我们会在为大自然的鬼斧神工感叹之余,也得     

东太平洋沉积物中自然GaN晶体的首次报道

本文报道了在东太平洋表层沉积物中发现的天然GaN晶体, 这是天然GaN晶体在自然界中首次被发现. 天然GaN晶体的确定是通过透射电子显微镜(TEM), 能量损失谱(EELS)和X射线能谱(EDS)等综合微束分析技术完成的. 该天然GaN晶体属于六方晶系, 晶胞参数为: a=b=0.3186 nm; c=0.5178 nm, P6₃mc, 其结构与高温高压实验合成的人造GaN晶体结构完全吻合. 在TEM下, 该GaN晶体呈现完好的晶体形态, 可以排除它们是异地搬运的人工合成的产物. 由于发现GaN的站位位于东太平洋CC区(克拉里昂断裂带—克利帕顿断裂带之间), 区内发育有断裂构造,受到火山作用和热液活动影响,推测其成因可能与热液活动或深部的高温、高压作用有关, 但其形成的确切温压条件和地质环境尚需进一步深入研究.     

聚合物控制介观尺度的矿化过程

总结了最近有关聚合物分子模板控制下的介观尺度的模拟生物矿化的研究进展. 在水溶液或混合溶剂中及气-液界面处, 利用聚合物控制矿化过程可以生成具有独特结构和形貌的矿物, 并且这些人工合成的矿物常常具有与天然矿物相似的微观结构.     

安徽铜陵角闪石堆晶体中的出溶金属氧化物和硫化物

在安徽铜陵地区鸡冠石、金口岭花岗闪长岩的角闪石堆晶体中发现了出溶的针状金属氧化物和硫化物. 研究表明, 堆晶体角闪石主要为韭闪石, 结晶于下地壳. 出溶针状金属氧化物具希勒(Schiller)结构特征, 单个出溶体大多呈针状, 平行[100]的一组最发育; 出溶矿物组合为磁铁矿、含钛磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿, TiO₂含量在0.29%~51.07%. 出溶硫化物颗粒呈浑圆形-长圆形, 多数排列较规则, 近平行的串珠状或较密集的成串分布, 少数呈散点状或单颗粒分布; 硫化物主要为磁黄铁矿, 次为方黄铜矿和黄铜矿, 个别为黄铁矿. 多数样品的出溶磁黄铁矿群体中, 常见少量共生磁铁矿颗粒. 硫化物贫Ni(一般Ni<0.5%, Ni/Fe<0.003), 但磁黄铁矿含铜较高(可达2.93%). 上述两类出溶矿物可共存于角闪石的同一出溶区域内. 角闪石堆晶体中金属矿物出溶体的存在表明本区中生代下地壳岩浆中已溶解了一定数量的S, Fe和Cu等成矿物质.     

二维光子晶体微加工方法的研究与进展

光子晶体这类新型材料的出现使人们操纵和控制光子的梦想成为可能, 全光集成也将会因光子晶体的应用有突破性进展. 光子晶体集成能否实现将以光子晶体器件为基础, 因此首先要研究并实现将在光子集成上有很大应用前景的半导体材料的各种有源和无源光子晶体器件. 二维光子晶体研制的最实用和最重要手段是微加工方法. 总结了近红外波段的二维光子晶体微加工方法, 包括电子束曝光、模板选用和干法刻蚀等, 并进行了评述和展望, 介绍了自己的工艺方法.     

智能压电声子晶体与超材料研究现状与展望

声子晶体与超材料作为一种人工设计的新型材料或结构,具有许多独特和超常的弹性波传播特性,为机械振动的有效控制与弹性波的精准调控提供了一个崭新的研究途径与充满希望的应用机遇.然而,由于传统的声子晶体与超材料在加工制备之后不易根据实际需求重新调整其几何参数和材料属性,大大限制了其实际应用.基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体与超材料,通过调节电场即可按需调控结构的振动或波动特性,可大大拓宽传统声子晶体与超材料的应用范围.本文依据压电材料与弹性材料或结构不同的融合形式,试图将智能压电声子晶体与超材料大致分为三类:第一类为单一压电声子晶体与超材料,此类仅由单一的压电材料组成,可以外接电极也可以无外接电极;第二类为内嵌式压电/弹性复合材料型压电声子晶体与超材料,该类由压电散射体埋嵌在弹性基体中而构成,当然也可将压电材料与弹性基体的角色互换;第三类为由外贴式压电片与弹性结构组成的复合型压电声子晶体与超材料,此类将压电片外贴在弹性基体结构(杆、梁、板等)的表面.已有研究表明,相较于其他弹性波调控方式,基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体和超材料的主要优势体现在反应迅速,无须改变原有结构的固...     

氧化和还原处理对Fe:LiNbO_3晶体光折变效应的影响

光折变晶体是当前高科技领域,尤其是在国防、航天、通讯等领域中应用广泛的功能材料,可用作全息记录介质、相位共轭反射镜、放大器、光开关等,铌酸锂(LiNbO_3)是其中重要的一类.掺杂可以有效地改善LiNbO_3晶体的光折变性能,如掺镁可提高晶体的抗光损伤能力,掺铁可提高晶体的光折变灵敏度.适当的氧化和还原处理可以改变晶体中掺杂离子的价态和晶体中的缺陷分布,从而影响晶体的光折变性能.我们生长的Fe:LiNbO_3,经过氧化和还原处理后,晶体的光折变性能有较大变化.这里介绍了掺铁铌酸锂的氧化和还原处理工艺条件,研究了处理前后晶体光折变性能的变化,并对这种氧化、还原作用的机理进行了初步探讨.     

一种方解石的热释光性质

天然矿物中有不少可以产生热释光,作为矿物的一种发光现象,造成矿物释放光子这一特性的起因又是各不相同的。这些起因可以有以下几种:1.晶体生长过程中的缺损;2.晶体生长过程中杂质离子的混入;3.核辐射造成完好晶格的损伤;4.机械性外力(如压力、摩擦等)对晶体的作用;5.光、电对品格离子的激发;6.气体与结晶固体的表面反应。     

莫来石复相晶体生长习性

常压水热条件下,以天然高岭土为原料,制备莫来石复相晶体实验观察到莫来石晶体呈柱状生长习性.用Materials Studio 4.4 CASTEP(Cambridge serial total energy package)程序,对莫来石晶体的特征显露面族(001),(210),(110)和(120)晶面表面能进行理论计算,进而分析各晶面生长速度与习性关系.计算得出其表面能大小依次为0.337,0.022,0.217和0.039keVnm–2,根据居里-吴尔夫原理,则各晶面生长速度为V(001)>V(110)>V(120)>V(210),表明莫来石晶体能够沿c轴生长成柱状形态.莫来石晶体模型表面能计算结果合理解释了实际莫来石的柱状生长习性.