硫酸三甘肽(TGS)及其氘化晶体介电性能的研究

硫酸三甘肽单晶(简称TGS)是人们熟知的热释电探测晶体。它在室温下热电系数大、介电常数低、电压响应品质因子和探测率的品质因子同时都很高,并且容易从水溶液中生长出大尺寸高质量的单晶,因此在激光与红外探测及红外摄象等技术中有着广阔的发展前途。然而TGS单晶的居里点低,室温下长时间使用容易退极化,因此大大限制了它的应用。为克服上述缺点,近几年来,国外做了不少的工作。例如,氘化提高了居里点,掺杂防止了退极化的产生。限于各家生长晶体条件不同,对其某些介电性能的测试数据是较为混乱的。有关晶体“老化”问题也各说不一。因此,本文就本室几年来研制的TGS单晶、氘化TGS单晶、掺α-丙氨酸的氘化TGS单晶的介电常     

优质硒酸三甘氨酸单晶的生长和性质

研究了TGSe 单晶原料合成条件,发现硒酸中的少量亚硒酸是溶液中析出硒的根源。利用H_2O_2处理含亚硒酸的溶液,可使其全部转化成硒酸。还报导了TGSe 优质单晶的生长条件和它的介电、热电性能。在使用温度低于15℃条件下,它是一种优于TGS 的良好材料。     

两种TGS晶体在低温下的热电和介电性

测量了TGS、ATGSP两种晶体在室温至20K温度范围内的介电常数K_(22)和热电系数p_2。这两种参数都随温度降低而单调下降,不显示相变的迹象。在此范围内的任一温度,ATGSP的热电系数p_2和优值p_2/K_(22)均较TGS的大。优值p_2/K_(22)随温度下降而减小,与自发极化的温度特性不相一致。     

钽酸锂晶体极化条件的研究

一、前言钽酸锂(L_lTaO_3,简称LT)单晶具有良好的压电、热电和电光性能,是制作宽频带、高稳定性振荡器和高灵敏热电探测器的理想材料。人工培养的晶体一般是多畴的。在使用之前必须进行极化,使之变为单畴。巳报道的LT的极化条件,彼此相差甚大。     

一种新的热释电晶体——TGSP性能研究

在TGS晶体中,以磷酸部分地取代硫酸,便得到一种新的热释电晶体——TGSP晶体.对不同含磷量的TGSP晶体的介电参数及热释电系数进行测量的的结果表明,适当含磷量的TGSP晶体,其介电性能与TGS晶体的相近,但热释电系数却得到很大的改进,是一种有前途的供热释电红外探测器使用的新材料.     

一种新的热释电晶体—ATGSP的生长和性质

研究了一种新的永久极化的ATGSP晶体,它是用H_3PO_4部分取代H_2SO_4而得到的改进了的ATGS。ATGSP晶体结构和TGS相同,晶体易于用降温法自水溶液中生长。ATGSP的热释电系数是TGS的二倍。它在室温下的介电常数为30,而损耗在10~2—10~5HZ宽频率范围内低于0.01。新晶体的高自发极化和大的热释电系数可能是由于PO_4~(3-)取代SO_4~(2-)所引起。     

铁电——驻极体复合材料的传导性和热电驰豫效应

研究了未极化的0—3模式、不同体积比的 TGS—PVDF 复合膜0℃至75℃的传导性和极化后的复合膜在0℃和30℃下的热电驰豫效应。发现复合膜中 TGS 与 PVDF 的耦合对复合膜的传导性和热电驰豫有影响,体积比约1∶1时影响较显著。复合膜的热电驰豫遵从 t~(1/2)规律,是空间电荷的驰豫效应。复合膜中耦合相实质上是组成复合材料的两相物质界面附近被束缚的局域空间电荷效应。     

FeSO4.4H2O晶体吸收光谱的研究

FeSO4 4H2O晶体是一种重要的单晶,在光学方面具有很大应用潜力,关于FeSO4 4H2O晶体吸收光谱的研究对其应用具有重大的促进作用．本文引用平均共价因子N,在考虑电子静电相互作用和立方晶场的作用下,通过完全对角化的方法对FeSO4 4H2O晶体的吸收光谱进行计算及对实验结果的一些主要吸收峰进行识别．结果表明计算结果与吸收光谱的实验值符合的比较好．     

层状热电材料SrAl2Ge2的制备与性质研究

以Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ族元素为主的笼状物热电材料研究近年来发展迅速,尤其是在优值系数ZT值上取得了重大突破,而从Sr-Al-Ge笼状物体系中获得的层状结构热电材料却鲜有人关注.本研究利用铝元素作为助溶剂,在1150℃下成功合成了层状SrAl_2Ge_2单晶.采用X射线衍射仪对样品粉末进行表征,通过Rietveld精修证明该晶体具有CaAl_2Si_2结构(空间群为P3-m1,晶胞参数a=b=4.2339(1)?,c=7.4809(0)?).变温电阻率测试发现单晶样品沿c轴方向具有p型半导体行为,此外其在2～300 K低温下的比热(C_p)数据符合德拜模型.本研究结果对于开发新型无毒、高性能热电材料具有一定参考价值.     

硫酸三甘氨酸及其同晶的完整性研究

本文借助于x——射线形貌术系统地研究了TGS、DTGS、DATGS的完整性。实验表明:TGS、DTGS、DATGS的缺陷构形相似;在晶体中存在位错、包裹体、沉积物,沉积到和微包裹体缀饰的生长条纹;在DATGS晶体轴两端均有一双晶。DTGS、DATGS晶体的完整性不如TGS。在生长出的晶体中大部分起源于晶体的位错成束类聚,在对应于晶种生长方向的投影区域定域。因此在晶体中可以有一体积区域无位错。最后,讨论了生长缺陷和生长条件的关系,并指出了生长高质量晶体的径途。     

磷酸二氢氨单晶的培养

磷酸二氢锭晶体是一种具有铁电性能相当良好的晶体,由于压电技术在生产实践和科学技术上有重要的应用,它已逐渐发展成为一门独立的科学。在祖国科学技术事业蓬勃发展的今天,许多交通、无线电、气象及军事国防建设上对具有象磷酸二氢氨这样铁电性能晶体的需要越来越迫切,同时各地人民公社将很快先后地实现广播网,对话筒、啦叭等需要量的浩大,也是可以估计的。所以,快速培养具有这种性能的单晶是个非常有意义的研究工作,这里把我们对磷酸二氢氨晶体成长的研究作个简要的报告。     

TGS—PVDF复合材料的试制与性能研究

试制了 TGS—PVDF 复合材料,发现该材料具有良好的热电性与柔软性,适于33℃以下使用。33℃以上材料的稳定性变坏。极化机构是 TGS、PVDF 及相界三部分的贡献。     

TGS类热释电晶体的红外光谱吸收率的研究

我们测量了TGS、DTGS 和ATGSP 等热释电晶体材料在10000—400cm~(-1)波数(1—25μm 波长)范围内完整的红外透射和反射光谱,从而得到在这一波段的光谱吸收率.一、实验方法将TGS、DTGS 和ATGSP 三种晶体沿解理面(垂直于极化轴b 轴)切片,通过研磨,抛光制成表面光洁,尺寸为8×8×0.1mm~3的单晶薄片。用Perkin-Elmer 983型红外分光光度计和岛津250型分光光度计分别测量了上述三种晶体样品在4000—400cm~(-1)叫波数(2.5—25μm 波长)范围和10000—4000cm~(-1)波数(1—2.5μm 波长)的红外反射与透射光谱.所有测量均在室温下进行。     

笼状热电材料p型和n型Ba8Ga16Ge30单晶之间载流子的调谐研究

本研究首次实现了p型和n型Ba_8Ga_(16)Ge_(30)(BGG)单晶之间载流子类型的相互转换.采用以对方单晶为前驱体的再合成调制方法,再次制备了Ba_8Ga_(16)Ge_(30)(BGG)单晶笼状热电材料,利用物理属性测量系统(PPMS)测量单晶样品的变温电阻率并对其载流子类型进行了评价.结果表明:p型和n型Ba_8Ga_(16)Ge_(30)(BGG)单晶之间载流子类型可以成功地进行相互转换,且n型转换为p型样品时前驱体状态及成分配比的不同可导致改性后样品电阻率及载流子浓度不同.以单晶为前驱体的晶体再生长以及载流子调节对于制备珍贵同位素替代的大块单晶具有指导意义,有益于材料内部笼内及笼上原子的非简谐振动研究,并对热电材料的再生利用也具有重要意义.     

TGS的铁电老化和历史记忆效应

测量了经18年自然老化后的TGS单晶的微分电滞回线,发现回线的形状与未老化的样品类似,故称其为隐性老化.老化的样品经热处理后,回线峰位,峰高出现显著变化,甚至出现双峰,表现出明显的老化特性,隐性老化被显性化了.老化的原因可归结为环境空气中的水分子吸附在晶片四周表面上,使晶体有些微区水解形成缺陷;以及这些缺陷向晶体内的扩散.     

Li_(0.025)Na_(0.0975)NbO_3的低温热电性及其测量

在300K至20K的温废范围内,研究了Li_(0.025)Na_(0.975)NbO_3晶体的热电性。在降温和升温过程中,热电系数分别在180K附近和260K附近显示峰值。这表示晶体中发生了低温相变而且该相变有很大的热滞(约80K)。观测了热电电荷随时间的变化。在降温和升温过程中,热电响应分别在180K附近和260K附近随时间改变极性。这一现象被认为是相变过程中两相共存的结果。     

与畴界有关的介电损耗、介电常数和内耗研究 1实验部分

对KDP和TGS晶体的介电研究(f=1KHz～10KHz)表明,在Tc附近存在两个介电损耗峰(P_1′,P_2′),P_1′峰总是出现在Tc,表明它与相变有关,p_2′峰出现在Tc以下5℃左右,是与畴界粘滞运动有关的驰豫蜂,KDP晶体的内耗研究同样表明,在Tc附近存在两个内耗峰(P_1,P_2),p_1峰出现在Tc,与相变有关;P_2峰在Tc以下10℃左右,与畴有关的静滞后内耗峰,对TGS晶体,在铁电相观察到与畴界运动有关的介电常数增加,并且对此进行了讨论。     

有机非线性材料DAST单晶微片的生长及研究

研发了一种有机非线性光学晶体4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)单晶微片的生长方法。首先使用表面支持快速蒸发结晶法制备出了DAST微晶,再通过在甲醇的饱和蒸气压下自组装培养生长成DAST单晶微片。此方法获得的DAST单晶微片不仅厚度均一,而且具有极好的晶体表面质量。另外,还对DAST单晶微片的紫外可见吸收和荧光光谱以及二阶非线性进行了分析和研究。     

单温区管式炉气相输运生长NbSe_2超导单晶

化学气相输运(CVT)生长单晶通常采用双温区管式炉。利用普通单温区管式炉中的温度梯度实现了化学气相输运,并成功生长出了Nb Se2单晶。运用扫描电子显微镜,X射线衍射仪等方法对制备的Nb Se2单晶进行了形貌和结构的表征,并测量了低温下Nb Se2单晶的磁化率和电阻性质。结果表明,实验上生长出来的Nb Se2单晶具有金属光泽,晶体尺寸约为2 mm×2 mm,超导转变温度和转变宽度分别为7.1 K和0.3 K,超导体积分数约为79%。因此,单温区管式炉生长晶体的方法也可用于其他功能材料单晶的制备。     

(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3单晶的生长及光学性能研究

采用顶部风冷籽晶助熔剂法成功生长出了(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3(简称NBBT5.5)晶体,晶体尺寸达到了Φ35mm×12mm;研究了粉料的热学性质、晶体的结构、光学性能及压电性能.实验结果表明,晶体具有三方相四方相共存的钙钛矿结构.通过研究粉料的DSC-TG曲线,得到了制备单晶材料的预烧结的温度以及烧结温度,优化了NBBT单晶材料的制备工艺,降低了Bi2O3和Na2O的挥发.晶体具有优良的光学性能,在369nm处晶体处于全吸收,390nm以上晶体是透明的,1 000nm处透过率达到72%.NBBT5.5晶体的压电常数d33为438pC/N,是一种极具应用潜力的无铅压电材料.