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《不同PH 值下KDP 晶体{100} 面生长的AFM 研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国科学:技术科学2010年第40卷第9期:1074~1082《中国科学》杂志社www.scichina.comtech.scichina.comSCIENCECHINAPRESS论文不同pH值下KDP晶体{100}面生长的AFM研究*程旻,李明伟,郭晋丽,曹亚超重庆大学动力工程学院,重庆400030*E-mail:mwlizao@yahoo.com收稿日期:2009-10-21;接受日期:2010-03-08国家自然科学基金(批准号:50676113,50976127)资助项目摘要通过对40℃时、不
2、同pH值和不同过饱和度下磷酸二氢钾(KDP)晶体{100}面生长的原关键词子力显微镜(AFM)的非实时研究,发现在低过饱和度下,{100}面台阶化明显,台阶形貌差异较pH值KDP大;高过饱和度下,KDP晶体生长以二维成核机制为主.对于pH=4.2和pH=2.5,在过饱和度较AFM低时,位错生长机制控制晶体的生长;当σ≥0.05时,二维成核机制起主导作用.而pH=5.0时,台阶推移在低过饱和度下同样是由位错机制控制生长,但当σ≥0.03晶体生长即以二维成核机制为主.通过对25℃时、不同pH值、低过饱和度
3、下KDP晶体{100}面台阶推移的原位实时AFM的研究,估算了KDP晶体{100}面的法向生长速度,发现pH=5.0时生长速度最快,晶体生长主要受螺旋位错生长机制控制.另外,发现随着过饱和度的降低,台阶的密度也随之减少,宽度变大.最后,通过原位实时AFM,观察到一种各向异性生长的台阶推移现象.[8,9]1引言伯格斯矢量以及位错源的生长动力学等方面.这些研究结果对晶体生长动力学和表面形貌的演变提磷酸二氢钾(KH2PO4,KDP)是一种具有高激光损供了大量丰富有价值的信息.伤阈值的非线性光学晶体,也是唯一
4、能生长到大尺大量资料显示,调节KDP溶液的pH值可以改变寸(50~80cm)以用于激光核聚变工程的非线性光学溶液的性质,进而改变KDP晶体的生长习性.晶体[1],为了生产出高质量的KDP晶体,这就需要人[10]Rashkovich等人对改变溶液的酸度后KDP晶体生们了解其生长过程中晶体表面所发生的微观现象.长的动力学和表面形貌进行了研究,发现KDP生长原子力显微镜(AFM)作为一种典型的扫描探针溶液pH值的增大或减少,都会使得{100}面的生长速显微术,在晶体表面物理学的研究中起到越来越大率增大.钟德
5、高等人[11]研究发现pH值对KDP晶体位的作用.相比于以前的方法,AFM有一个明显的技术错密度有较大的影响,低pH值条件下生长出的晶体优势,那就是它可以在分子量级上对一些微观现象[12]位错密度较大.程旻等人用称重法测定了不同pH进行原位实时的研究,比如说台阶的推移速度,杂质值下KDP晶体的溶解度,并通过对不同pH值下KDP[2~4]的影响,台阶的堆聚等.目前,使用AFM对KDP溶液亚稳态区域的测定,考察了pH值的改变对其溶液晶体生长过程的研究已经提供了大量的细节信息,稳定性的影响.但是,关于pH值
6、具体如何影响KDP[5,6]比如说不同生长条件下的KDP晶体的表面形貌,晶体生长还存在很多争议,未形成统一结论.因此,[7]晶体表面的台阶游动,位错源的结构,相应的pH值作为影响KDP晶体生长的一个重要参数,对其引用格式:ChengM,LiMW,GuoJL,etal.ExsituandinsituAFMinvestigationsonthegrowthofthe(100)faceofKDPwithdifferentpHvalues.SciChinaTechSci,2010,53:1554−1561,d
7、oi:10.1007/s11431-010-3162-x中国科学:技术科学2010年第40卷第9期产生的作用还需做深入研究.本文运用AFM,对不描力小于1纳牛.同pH值下KDP晶体的生长进行了原位实时和非实实验中使用的实时原位AFM观察方法同文献[14].时微观形貌的扫描.对不同pH值下晶体生长的微观形貌与过饱和度的关系进行了研究分析;通过原位3实验结果和讨论实时扫描,估算了25℃时不同pH值下的KDP晶体{100}面的法向生长速度,并对台阶推移中台阶密3.1不同过饱和度时不同pH值下{100}面的形
8、貌度、宽度等参数随过饱和度降低的变化进行了原位实3.1.1低过饱和度时不同pH值下{100}面的形貌时的观测;最后,观察到一种各向异性生长的台阶推在本次实验条件下,通过AFM非实时观察发现移现象.在40℃时,较低的过饱和度、不同pH值情况下生长的KDP晶体的{100}面均呈现为明显的台阶面,晶体2实验生长主要受到位错生长机制控制.图1为实验中所观测到的不同pH值下比较典型的{100}面的AFM成像,2.1实验原料及溶液配制其相变界面总体表现出台阶面的基本
