人工晶体的发展

自然界的(矿物)晶体以其美丽、规则的外形,早已引起人们注意.15万年前我们祖先用的工具即为石英晶体.我国周代有"他山之石,可以攻玉"之说,此"他山之石",实际指的是一些硬度高于玉,可用来琢玉的矿物晶体,其中也包括金刚石.利用某些天然矿物瑰丽的色彩特性又可制作饰物,天然宝石实际上就是符合工艺美术要求的稀有矿物单晶体.     

极性晶体中激子的结合能

一些作者对极性晶体中激子的结合能所得到的计算值和实验值相差很大,有的几乎大一个数量级,本文改进了过去的工作,对TlBr,TlCl,ZnO和CuCl等晶体中所算得的结合能,有了进一步的改善,特别是对ZnO和CuCl所得的结果和实验符合得很好。将极性晶体中激子的有效哈密顿写为     

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     

光子晶体的制备与应用研究

光子晶体以其特殊的周期结构和可以对光子传播进行调控的特性被称为“光半导体”,被认为是未来光子工业的材料基础。光子晶体的制备和光学特性研究受到高度关注,并在各类光学器件、光导纤维通讯和光子计算等领域呈现广阔的应用前景。本文综述了光子晶体制备和应用研究方面近年来的主要进展。     

控制光子流动的晶体:光子晶体

二十世纪五十年代开始的以半导体为代表的电子带隙材料导致了微电子革命 ,其核心就在于采用这种能够操纵电子流动的电子带隙材料。我们所处的时代从某种意义上说是半导体时代 ,半导体的出现带来了从日常生活到高科技革命性的影响 :大规模集成电路、计算机、信息高速公路等等这些甚至连小学生都耳熟能详的东西都是由半导体带来的。几乎所有的半导体器体都是围绕如何利用和控制电子的运动 ,电子在其中起到决定作用。但集成的极限在可以看到的将来会出现 ,这是由电子的特性所决定的。而光子有着电子所没有的优势 :速度更快 ,没有相互作用。图为…     

四方晶系Nd:YLF晶体的热效应

工作物质的热效应是固体激光器的一个重要研究课题。空间群为4_1/α的四方晶系Nd:YLiF_4(Nd:YLF)是一种优良的激光晶体,文献[1]报道了输出功率达40W的TEM_(00)模Nd:YLF连续激光器,但迄今还没见到四方晶系激光晶体热效应的研究报道。本简报首次从理论上给出了四方晶系沿α轴方向生长的Nd:YLF晶体灯泵过程热效应的计算结果。 类似于国内外灯泵固体激光器的情况,假设灯泵过程激光棒是一根内部均匀发热的无限长细圆柱棒,棒中产生的热量由流经棒侧壁的冷却液带走,忽略棒的端面效应可认为棒轴方向温度保持不变,热平衡后,沿α轴方向生长的Nd:YLF棒的温度由热导方程     

为世界调味的晶体

有一种东西,为了它,有多少人揭竿而起,又有多少联盟竞相建立;是它,点燃了多次革命和战争的导火线;它的魅力超过了黄金,更超过了石油.数个世纪以来,人类对什么有过如此强烈的感情?只有它,一粒看似普通的晶体--盐.盐曾是人们追求的一种欲望,或是一种奢望.过去,拥有它是一种特权,缺少它就是对生存的威胁.     

磷酸钙晶体成核的诱导时间研究

结晶成核作为一种自然现象,早已为人们观察和研究。Volmer和Weber基于Gibbs关于母相、新相和表面相平衡的概念,建立了最初的经典成核理论。长期以来,这一理论一直是人们借以分析结晶现象,研究核化过程的理论依据。近年来高技术的发展促进了成核理论和实验研究的复苏。因结晶是重要的分离和提纯手段,且成核过程可提供溶质输运、界面扩散、表面张力振荡等信息,因而它是发展生物结晶和空间生物技术,开展空间材料科学和微重     

自倍频激光晶体NYAB的缺陷研究

NYAB晶体[Nd_zY_(1-z)Al_3(BO_3)_4]是一种既有较高的非线性系数,很大的受激发射截面又有优良的物理化学性能的自倍频激光晶体,它很好地把激光工作物质和非线性光学材料合为一体,具有同时输出基频光和倍频光的特性,NYAB晶体除肉眼可观察到各种不同尺寸的助熔剂及气体包裹外,还有各种亚微观和微观缺陷,而此类缺陷尚未见报道,本文首次介绍了     

菱方晶体的有序结构

就菱方晶体建立了简单菱方晶格气体模型, 用密度波理论研究了菱方固溶体的有序结构. 根据无序态固溶体系统的能量在Brillouin区高对称点取极值的特点, 确定驱动有序结构的波矢量. 由此推导出7种有序结构类型, 包括4种完全有序结构和相应的A基元浓度. 根据这些理论结果预报了A_1/4B_3/4, A_1/2B_1/2, A_3/4B_1/4型有序固溶体的存在. 根据刚玉型二元金属氧化物的特点, 用二次有序化理论对其中阳离子的有序结构进行研究, 预报了(A_1/4B_3/4)₂O₃, (A_1/2B_1/2)₂O₃ 和 (A_3/4B_1/4)₂O₃型有序固溶体的存在. 根据理论结果对文献报道的典型实验结果进行了解释, 包括刚玉结构的过渡金属掺杂α-Al_2-xT_xO₃ (T = Sc, Y, La, Ac, x = 0.5)晶体, 刚玉型α-FeAlO₃晶体, α-Fe_2-xCr_xO₃固溶体, 以α-Al₂O₃, α-Cr₂O₃和α-Y₂O₃ 为主要成分的抗高温氧化的多元膜和复合膜等. 这些有序结构的确定为材料结构和性能的第一性原理研究等奠定了基础.     

胶体晶体制备与应用研究进展

不同于由分子、原子或离子所形成的晶体,胶体晶体是由单分散的微米或亚微米胶体颗粒组装形成的二维或三维有序阵列结构.与通常晶体相比,胶体晶体中占据每一个晶格点的是单分散的胶体粒子.由于具有特殊的周期性晶格结构和光学、模板等性能使其在制备三维有序大孔材料、光子晶体和传感器等领域有着重要的应用价值,受到科学界和工业界的广泛重视.本文综述了近几年来在胶体晶体制备和应用领域研究的最新进展,包括单分散胶体颗粒的制备及功能化、不同类型胶体晶体的自组装制备和图案化、以及胶体晶体在构筑晶体结构模型、二维有序微结构、三维有序大孔材料、光子晶体、传感器和仿生材料等领域的应用,并对其未来研究发展的方向进行了展望.     

纳米晶体原子结构及其温度的影响

纳米材料由于具有许多独特的性质,对它的研究已成为材料科学的一个新领域.纳米晶体中晶界区域的体积占到整个晶体的50%或以上,因此晶界对纳米晶体的特性具有重要作用.目前,对纳米晶体中的晶界结构还无较为统一的认识,通过直接或间接的实验观察和分析形成了若干假说.具有代表性的是气态完全无序说、有序说和有序无序说.本文则从理论角度利用模拟技术对纳米晶体的晶界及晶内原子结构进行了研究.     

高光学质量KDP晶体的生长

一、引言 最近,由于高功率激光系统需要高光学质量的KDP晶体作为激光倍频材料,国际上对KDP晶体又进行了不少的研究。对KDP晶体光学性能的要求主要有两方面:一是晶体的光损伤阈值要高;二是晶体的光吸收和散射要小。我们从降低杂质的浓度和减少晶体的位错入手,研究了KDP晶体的生长工艺和溶液状态,从而生长出光学性能优异的KDP大单晶。     

TGS晶体中取代基元的作用

硫酸三甘肽([NH_2CH_2COOH]_3·H_2SO_4)简称TGS,从TGS的过饱和溶液中可生长,出优质完整的TGS晶体。TGS晶体是一种较典型的铁电体,居里温度(T_c)为49℃左右,在室温下,它具有优良的热释电性能,但当温度高于T_c时,晶体的自发极化消失,变为无极性晶体。 TGS晶体结构沿c轴方向的投影,如图1所示。 TGS晶胞是由三种构型不同的甘氨酸     

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.