王晓丁
,
李明伟
,
曹亚超
,
刘玉姗
人工晶体学报
本文采用有限容积法,对KDP晶体生长过程中溶液的流动和物质输运进行了数值模拟.结果表明:随着入口溶液流动速度的增大,籽晶的上表面因自然对流而引起的抽吸作用减小,表面过饱和度的最小值沿x正向发生右移,其上表面的剪切力先减小后增大.随着入口溶液过饱和度的增大,籽晶上表面剪切力增大.不同尺寸的籽晶表面过饱和度的分布差异较大.籽晶的生长边界层厚度与溶液流动密切相关,入口溶液流动速度越大,厚度越小,但其受入口溶液过饱和度的影响较小.
关键词:
KDP晶体
,
数值模拟
,
表面过饱和度
,
剪切力
,
生长边界层
曹亚超
,
李明伟
,
程旻
,
宋洁
,
胡志涛
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.17.013
采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下 KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,观察到晶体从生长死区恢复生长的过程；首次得到大台阶形成过程的实时 AFM图像,解释了大台阶的形成机理；分析了台阶失稳的原因。结果表明,不同实验条件下,KDP(100)面相变界面均呈现为台阶面。在低过饱和度下,生长台阶来源于螺位错；在较高过饱和度下,层状台阶列来源于二维核。
关键词:
KDP
,
相变界面
,
大台阶
,
AFM
,
层状台阶列
吴伟军
,
李明伟
,
程曼
,
曹亚超
,
石航
人工晶体学报
研究了EDTA与KCl不同掺杂浓度和不同过饱和比下KDP溶液的成核过程,测定了不同条件下KDP过饱和溶液的诱导期;根据经典成核理论计算了成核热、动力学参数,并分析了溶液稳定性随掺杂浓度的变化情况.利用化学腐蚀法对KDP晶体(100)面进行了腐蚀,得到了清晰的位错蚀坑,并使用光学显微镜观察了(100)面位错蚀坑的分布特点.结果表明,当过饱和度为4%、掺杂浓度为0.01 mol%EDTA和1 m01%KCl时,不仅KDP过饱和溶液的稳定性比较高,而且位错蚀坑的分布比较均匀、密度小,适合高质量的KDP晶体生长.
关键词:
双掺杂
,
成核
,
诱导期
,
稳定性
,
位错
曹亚超
,
李明伟
,
喻江涛
,
王晓丁
,
朱廷霞
人工晶体学报
ADP晶体{100}面族生长的实时与非实时AFM(Atomic Force Microscopy)研究表明,其相变驱动力为0.01～0.04kT/ωs时,ADP晶体(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度均不到0.3 nm,小于该晶面间距0.75 nm,微观结构表现为光滑界面,与夫兰克模型、特姆金模型相符,并观测到螺位错生长;在相变驱动力为0.053～0.11kT/ωs时,ADP晶体的(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度介于1.8～4.2 nm,大于该晶面间距0.75 nm,微观结构粗糙度增加,趋向于粗糙界面,可用特姆金的弥散界面模型解释,界面上观测到多二维核生长.
关键词:
相变界面
,
微观结构
,
粗糙度
,
相变驱动力
,
AFM
邱言锋
,
李明伟
,
程曼
,
曹亚超
,
潘翠连
功能材料
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。
关键词:
KDP晶体
,
L-丙氨酸
,
成核
,
生长速度
郭晋丽
,
李明伟
,
程旻
,
殷士杰
,
曹亚超
功能材料
通过对40℃、不同pH值和过饱和度下ADP晶体(100)面法向生长速度的研究,发现在同一过饱和度下,改变pH值后晶面的生长速度明显加快.实验数据显示,在过饱和度较低时,(100)面的生长以螺旋位错生长机制为主;过饱和度较高时,以二维成核生长机制为主,而且pH值的改变会促使ADP晶体在较低的过饱和度下就从位错生长机制向二维成核生长机制转变.利用实验数据计算出了不同pH值下、二维成核生长机制控制晶体生长时的台阶棱边能.最后,运用原子力显微镜(AFM)非实时观察了不同过饱和度、不同pH值下生长的ADP晶体(100)面的微观形貌,发现与正常pH值相比,在较低的过饱和度下,pH=2.5和5.0的晶面上就出现了二维核.
关键词:
pH值
,
ADP
,
生长速度
,
AFM
胡志涛
,
李明伟
,
周川
,
曹亚超
人工晶体学报
采用有限容积法,对KDP籽晶在静态溶液中的生长过程进行了数值模拟,研究了籽晶长大过程中的形状变化,考察了体过饱和度和籽晶特征尺寸对籽晶表面过饱和度及剪切力的影响,重点分析了籽晶长大过程中的尺寸效应.结果表明,当籽晶的特征长度小于临界尺寸时,籽晶的生长速率随着晶体尺寸的增大而加快;而当籽晶的特征长度大于临界尺寸时,籽晶的生长速率随着晶体尺寸的增大而减慢.
关键词:
KDP籽晶
,
浮力对流
,
数值模拟
,
生长速率
,
尺寸效应
程旻
,
李明伟
,
郭晋丽
,
曹亚超
人工晶体学报
利用全程摄像的方法测定了不同情况下ADP过饱和溶液的诱导期,研究了不同pH值、不同温度的ADP过饱和溶液的成核过程,讨论了pH值、温度和过饱和度S等因素对诱导期的影响.结果表明:改变pH值后,在同一过饱和度下,溶液的稳定性在不同温度间差异较小,更利于晶体在较高的温度下稳定快速的生长;改变pH值后,溶液在整个过饱和度范围内更趋向于均匀成核.根据经典均匀成核理论,针对ADP溶液均匀成核的状况计算出了不同pH值和温度下的固-液界面张力、临界成核功等成核参数,并从上述参数的相互比较中得到了改变pH值后溶液稳定性变强的微观原因.最后通过对表面熵因子的计算,确定了ADP晶体的微观生长机制为连续生长模式.
关键词:
pH值
,
ADP
,
均匀成核
,
诱导期
,
固-液界面张力
喻江涛
,
李明伟
,
曹亚超
,
王晓丁
,
程旻
功能材料
ADP晶体{100}面族生长的实时与非实时AFM(atomic force microscopy,AFM)研究表明,过饱和度σ处于0.005～0.04,生长温度介于293～313K之间时,晶面上观察到位错生长丘和其它晶体缺陷所形成的生长丘,晶面主要为台阶推进方式生长;位错生长丘上空洞的出现与位错弹性理论相符;随过饱和度σ降低,台阶形貌会发生相应变化;生长温度为298K时,台阶棱边能不小于6.2×10-7J/cm2.
关键词:
ADP晶体
,
生长丘
,
台阶
,
台阶棱边能
,
AFM
