国家自然科学基金(51176208)
- 作品数：8 被引量：14H指数：3
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- 三维运动下KDP晶体生长过程中的应力分析被引量：2
- 2014年
- 作为一种新型溶液晶体生长方式,"三维运动生长法"能够快速生长高质量大尺寸的KDP晶体。为了了解KDP晶体在三维运动生长过程中晶体内部的应力状态,本文采用有限元法对三维运动下KDP晶体生长过程中的应力分布进行了计算。结果表明,掣晶杆顶端附近以及晶面和掣晶杆交接处存在明显的应力集中,主应力较大,是晶体生长过程中的易开裂点。增加掣晶杆直径,使用圆头掣晶杆和降低三维运动过程中的加速度能够降低晶体内部的最大主应力,减小晶体在生长过程中开裂的机率。
- 王邦国李明伟周川尹华伟
- 关键词：KDP晶体应力有限元
- 硫脲硫酸锌晶体(100)面台阶微观形貌及其推移
- 2017年
- 利用原子力显微镜对硫脲硫酸锌(ZTS)晶体(100)面进行扫描实验,观察到不同形式的台阶推移过程。实验发现:螺旋台阶及其所形成的生长丘均为四边形;与聚并台阶同向推移的单台阶将加剧台阶的聚并程度,而彼此可以合并的台阶相遇则能弱化台阶聚并程度;运动方向不同的聚并台阶和"准聚并台阶"均能与单台阶共存,单台阶的运动会增加台阶的聚并程度。通过对台阶棱边能的值分析可知,随着掺杂浓度的增加,(100)面台阶的推移速率会增大,有利于晶体生长。
- 宋洁李明伟
- 关键词：原子力显微镜
- 二维圆周平动法ADP单晶生长流动与传质数值模拟
- 2020年
- 本工作提出一种名为“二维圆周平动法”的新型晶体生长方法。采用有限容积法和动网格技术,对转晶法及二维圆周平动法的ADP单晶生长过程进行数值模拟。比较了两种生长方法下晶体表面时均过饱和度分布及均方差,分析了不同特征转速ω、不同圆周轨道半径R、不同晶体尺寸A对晶面时均过饱和度及均方差的影响。结果表明:与转晶法相比,二维圆周平动法晶面过饱和度及其分布均匀性得到提高。随着特征转速ω或圆周轨道半径R的增加,晶面时均过饱和度增加,均匀性变好,有利于晶面形貌的稳定。然而,随着尺寸A的增大,晶面时均过饱和度值降低,其均匀性变差。因而,随着晶体的长大,应该适当增加特征转速ω或圆周轨道半径R。
- 刘杭李明伟王鹏飞胡志涛尹华伟
- 关键词：数值模拟
- 流动对ZTS晶体(100)面台阶生长动力学影响的研究被引量：1
- 2013年
- 通过利用光学显微镜对ZTS晶体(100)面的台阶推移过程进行实时观察,对不同溶液供应速度及不同过饱和度下的台阶生长动力学进行了研究。结果表明,随着溶液供应速度S的增大,台阶平均推移速率先增大后减小。溶液供应速度S≈1.2mL/min时,台阶平均推移速率达到最大。而在静止的生长溶液中,台阶平均推移速率随着过饱和度σ的增大呈非线性增大,同时确定了生长死区σd和台阶平均推移速率急剧增大时的临界过饱和度值σ*,并计算了不同过饱和度阶段的台阶动力学系数和台阶活化能。
- 宋森程旻李明伟宋洁周川
- 关键词：生长动力学
- L-丙氨酸掺杂下KDP晶体成核特性及生长实验研究被引量：3
- 2012年
- 通过实验测定了L-丙氨酸掺杂下KDP溶液的亚稳区和诱导期,根据经典成核理论计算了晶体成核的热力学和动力学参数,分析了L-丙氨酸对KDP溶液成核特性的影响。结果表明,随着掺入的L-丙氨酸浓度的增大,KDP的溶解度减小,亚稳区变宽,诱导期变长,溶液更加稳定。采用吊晶法进行了KDP晶体生长实验,发现其(100)面法向生长速度随掺杂浓度增大而减小,在过饱和度σ>0.04时,晶体(100)面的生长以二维成核生长机制为主。
- 邱言锋李明伟程旻曹亚超潘翠连
- 关键词：KDP晶体L-丙氨酸成核
- L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶动力学实时研究被引量：5
- 2012年
- 利用光学显微镜对L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶推移进行了实时观察。测量了不同掺杂浓度、过饱和度及生长温度下的台阶平均推移速度。实验结果表明:随掺杂浓度的增加,台阶平均推移速度先增加后减小,在掺杂浓度为2mol%时,台阶平均推移速度最大;而随过饱和度的增加,台阶平均推移速度线性增加。计算了台阶动力学系数与单台阶的活化能,得到掺杂后,台阶动力学系数增大,单台阶活化能减小。运用台阶动力学系数的定义,计算得到掺杂与未掺杂ZTS晶体台阶活化能的范围。同时用红外光谱实验分析了L-丙氨酸在ZTS晶体生长过程中进入晶格,进而影响台阶推移速度。
- 潘翠连李明伟程旻王永宝邱言锋
- 关键词：动力学L-丙氨酸
- L-精氨酸掺杂下ZTS溶液的稳定性研究被引量：6
- 2011年
- 研究了L-精氨酸掺杂下硫脲硫酸锌(ZTS)溶液中的成核过程,测量了在不同掺杂浓度下ZTS溶液的亚稳区和诱导期。结果表明:随掺杂浓度的增加,溶液的亚稳区变宽,诱导期增大;根据经典成核理论计算了晶体的成核热、动力学参数,分析了溶液稳定性与掺杂浓度的关系,即随着L-精氨酸掺杂浓度的增加,溶液的稳定性得到明显提高。利用化学腐蚀法对ZTS晶体(100)面进行了腐蚀,并用光学显微镜对腐蚀面进行观察,得到了清晰的位错蚀坑。当L-精氨酸掺杂浓度为1.5mol%时,ZTS晶体(100)面位错蚀坑密度最小,适合高光学质量晶体的生长。
- 王永宝李明伟程旻潘翠连宋洁
- 关键词：诱导期成核
- 转晶法KDP单晶生长晶面溶质浓度场模拟被引量：1
- 2015年
- 针对转晶法生长KDP单晶过程,进行了流动与物质输运数值模拟,以获得生长过程中晶面溶质浓度(过饱和度)的变化规律。文中展示了晶体表面浓度分布随时间的变化过程;分析了不同转速和晶体尺寸,对晶面时均浓度场的影响。结果表明,转速越快,晶体表面过饱和度越高;晶体尺寸对其表面过饱和度的大小和分布也有较大影响。此外,由于空间上不对称,Z向和Y向晶面过饱和度分布有较大差异。在晶体处于静止或低转速,自然对流可能会对晶体表面的过饱和度分布产生影响。
- 周川李明伟尹华伟宋洁胡志涛王邦国
- 关键词：过饱和度
