Yb-KuPO4晶體的生長(zhǎng)工藝及性能研究.pdf

1、本論文主要圍繞摻雜Yb離子的稀土磷酸鹽晶體Yb∶LuPO4的生長(zhǎng)、質(zhì)量和性能表征展開(kāi)工作，首先進(jìn)行了Pb2P2O7助熔劑體系下助熔劑自發(fā)成核法晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，探索了影響晶體生長(zhǎng)的因素，并對(duì)生長(zhǎng)出的晶體進(jìn)行了質(zhì)量表征和性能表征;然后在總結(jié)Pb2P2O7助熔劑體系晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中的助熔劑體系的選擇以及LuPO4、YbPO4納米材料的化學(xué)共沉淀法合成進(jìn)行了探索，找出了一種適用于頂部籽晶法生長(zhǎng)工藝的新型助熔劑體系，并用合

2、成出的LuPO4、YbPO4納米材料進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。主要研究工作和結(jié)果如下:
　　(1)Yb∶LuPO4晶體的生長(zhǎng)工藝:采用助熔劑自發(fā)成核法晶體生長(zhǎng)工藝，探索了Pb2P2O7助熔劑體系下生長(zhǎng)Yb∶LuPO4晶體的生長(zhǎng)工藝，發(fā)現(xiàn)該助熔劑體系可以生長(zhǎng)出片狀和棒狀的Yb∶LuPO4晶體;采用Nicolet5700型傅里葉變換紅外光譜計(jì)測(cè)得了所得晶體的紅外譜線，找到了晶體中化學(xué)鍵所對(duì)應(yīng)的吸收峰，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)雜峰，說(shuō)明晶體較為純凈，助熔

3、劑沒(méi)有進(jìn)入晶體;分析了該助熔劑體系存在的弊端，并討論了晶體生長(zhǎng)過(guò)程的影響因素，如助熔劑選擇、溫場(chǎng)、降溫速度等。
　　(2)Yb∶LuPO4晶體的結(jié)構(gòu)與缺陷:采用X射線單晶衍射儀對(duì)所得晶體的單晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析，得出Yb∶LuPO4晶體屬于四方晶系，空間群為I41/amd，Z=4，晶胞參數(shù)為a=6.7950(12)(A)，c=5.9588(10)(A)，晶體密度為6.51647 g/cm3;采用X射線雙晶衍射儀測(cè)量了晶體(100)面的

4、搖擺曲線，首次計(jì)算了Yb∶LuPO4晶體(100)的理論半峰寬為9.6"，并與實(shí)際測(cè)得的半峰寬對(duì)比，分析了晶體半峰寬寬化的原因;采用光學(xué)顯微鏡對(duì)片狀晶體和棒狀晶體的形貌進(jìn)行了觀察，采用透射電鏡對(duì)晶體中的微觀結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行了觀察研究，根據(jù)PBC模型理論分析了形成這兩種晶體形態(tài)的原因。
　　(3) Yb∶LuPO4晶體的基本光譜性能測(cè)試:采用Cary500UV-VIS-NIR分光光度計(jì)測(cè)得了Yb摻雜濃度5％的Yb∶LuPO4晶體的吸收譜

5、線，發(fā)現(xiàn)其吸收峰在975nm附近，與Yb離子的理論吸收峰一致;分別計(jì)算了π偏振和σ偏振中吸收峰處的吸收截面，并與Yb離子摻雜的釩酸鹽類晶體進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其吸收截面、線寬相對(duì)較大，說(shuō)明Yb∶LuPO4晶體可能具有更優(yōu)良的激光性能，是一種非常有潛力的激光材料。
　　(4)新型助熔劑體系探索:基于Pb2P2O7助熔劑體系生長(zhǎng)晶體時(shí)存在的不利因素以及后期頂部籽晶法生長(zhǎng)大尺寸晶體的需要，對(duì)新型無(wú)鉛助熔劑體系Li2CO3/Na2CO3-MoO