Yb-KuPO4晶體的生長工藝及性能研究.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、質(zhì)量和性能表征展開工作，首先進(jìn)行了Pb2P2O7助熔劑體系下助熔劑自發(fā)成核法晶體生長實(shí)驗(yàn)，探索了影響晶體生長的因素，并對生長出的晶體進(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實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對晶體生長實(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)行了晶體生長實(shí)驗(yàn)。主要研究工作和結(jié)果如下:
　　(1)Yb∶LuPO4晶體的生長工藝:采用助熔劑自發(fā)成核法晶體生長工藝，探索了Pb2P2O7助熔劑體系下生長Yb∶LuPO4晶體的生長工藝，發(fā)現(xiàn)該助熔劑體系可以生長出片狀和棒狀的Yb∶LuPO4晶體;采用Nicolet5700型傅里葉變換紅外光譜計(jì)測得了所得晶體的紅外譜線，找到了晶體中化學(xué)鍵所對應(yīng)的吸收峰，并且沒有發(fā)現(xiàn)雜峰，說明晶體較為純凈，助熔

3、劑沒有進(jìn)入晶體;分析了該助熔劑體系存在的弊端，并討論了晶體生長過程的影響因素，如助熔劑選擇、溫場、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)際測得的半峰寬對比，分析了晶體半峰寬寬化的原因;采用光學(xué)顯微鏡對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試:采用Cary500UV-VIS-NIR分光光度計(jì)測得了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)行對比，發(fā)現(xiàn)其吸收截面、線寬相對較大，說明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助熔劑體系生長晶體時存在的不利因素以及后期頂部籽晶法生長大尺寸晶體的需要，對新型無鉛助熔劑體系Li2CO3/Na2CO3-MoO