色心晶体的合成
通用晶体制作方法
通用晶体制作方法晶体是由有序排列的原子、离子或分子组成的固体材料。
它们在许多领域都有广泛的应用，如电子器件、激光器、传感器等。
本文将介绍一种通用的晶体制作方法，供读者参考。
1. 材料准备要准备所需的材料。
通常情况下，晶体的制备需要纯度较高的化学物质或化合物作为原料。
此外，还需要一些溶剂、溶液调节剂等辅助材料。
2. 溶液制备制备晶体的第一步是制备溶液。
将适量的溶剂（如水、醇类等）倒入容器中，然后加入所需化学物质或化合物，搅拌均匀直至完全溶解。
如果需要，可以加入一些溶液调节剂，以调节溶液的酸碱度、离子浓度等参数，以促进晶体的生长。
3. 晶体生长溶液制备完成后，可以开始晶体的生长过程。
一种常见的方法是蒸发结晶法。
将溶液倒入培养皿或容器中，然后以适当的速度进行蒸发，使溶液中的溶质逐渐过饱和，从而导致晶体的生长。
在生长过程中，可以通过控制蒸发速率、溶液温度等参数来调节晶体的尺寸和形状。
4. 晶体处理晶体生长完成后，需要对晶体进行处理以去除杂质和提高晶体的纯度。
常见的处理方法包括洗涤、过滤、热处理等。
洗涤可以使用溶液或溶剂对晶体进行清洗，去除表面的杂质。
过滤可以通过滤纸或滤膜将晶体与溶液分离。
热处理可以利用高温对晶体进行退火或煅烧，以提高晶体的结晶度和完整性。
5. 表征和分析需要对制备得到的晶体进行表征和分析。
常用的分析方法包括X射线衍射、扫描电子显微镜等。
这些方法可以确定晶体的晶体结构、尺寸和形貌等特征。
总结通用晶体制作方法包括材料准备、溶液制备、晶体生长、晶体处理以及表征和分析等步骤。
在制备过程中，需要注意材料的纯度、溶液的浓度和pH值等因素，以及控制晶体生长的条件。
通过合理的操作和处理，可以制备出高质量的晶体，用于各种应用领域。
【宝石学】宝石的合成方法
经过几十年的努力，目前已能获得十几克拉大的晶体，但宝石级钻石合 成的成本仍很高，不能进行大批量的生产。2000年可切磨的合成钻石只有 3500ct，仅占当年天然宝石级钻石产量的0.01%。
占总重量百分比 0.15 0.1 2.0 0.13 0.1 0.1 0.3 0.3 0.15
0.09+0.15 1.1+1.1 0.15+1.0
0.08+0.08
晶体颜色 红色 黄色 紫色 淡黄色 粉红色 黄绿色
橄榄绿色 深紫色 淡绿色 攻瑰红色 淡蓝色 紫蓝色 棕色
四、助熔剂法
原理和方法
助熔剂法又称高温熔体溶液法，它是将晶体的 原成分在高温下溶解于低熔点助熔剂熔体中，形成 饱和的溶液（熔融液），然后缓慢冷却或恒温下蒸 发熔剂等方式，使晶体从过饱和熔融液中不断结晶 出来。与矿物晶体从岩浆中结晶的过程相似。
氧化锆粉末和稳定剂装在由冷却铜管组成的金 属杯内，在粉末中心放入引燃用的锆金属粉末 或锆金属棒。然后由高频线圈加热。
高频使锆金属熔化，熔化部分向外蔓延，引燃 周围的粉末。紧靠着杯壁的粉末在循环冷剂的 作用下保持固态，构成一层薄薄的外壳。
待坩埚内的物质达到完全熔融后，将坩埚从加 热区缓缓移开，坩埚内的物质开始冷却，结晶 从壳底开始，向上长出圆柱状的晶体，直到全 部结晶固化。
合成水晶的掺杂与颜色对照表
掺杂种类 Fe3＋ Fe2＋ Co2＋ Mn4＋ Al3＋
质量分数％ 0.1～0.7 0.1～0.6 0.1～0.4 0.2～0.5 0.1～0.2
色心(colour centre)及点缺陷的研究方法
色心(colour centre)及点缺陷的研究方法固体物理和固体化学里的一个相当大的领域与研究碱金属卤化物晶体中的色心有关[4]，最典型例子是F色心。
在20世纪20年代，Pohl[1]根据颜色的德文单词Farbe，把这种缺陷称为F中心（F-centre，德文为Farbenzentre）[4]，后人习惯上把它改称为色心。
NaCl晶体在Na蒸气中加热会变成浅绿黄色[4]，这种现象被认为与色心的形成有关。
此时，1个Na原子扩散到NaC1晶体的内部时，是以过剩的Na＋存在，同时引入1个电子。
为了保持晶格中Na＋和Cl–之间的位置关系，会造成1个Cl–空位，这种阴离子空位称为α中心，在本例中可写成V Cl·。
这个失去了负电荷的空位带正电，能捕获由Na所引入的1个价电子，形成了所谓的F色心和1个Na＋。
显然，F色心是由1个阴离子空位和1个在此位置上的电子组成的，它是个陷落的电子中心(a trapped-electron centre)，在本例的情况下，写成(V Cl·e′)。
一般来说，碱金属原子的价电子并不束缚在某个特定的原子或离子上，它可以迁移穿越过点阵，并最终束缚在卤素原子空位上。
有人提出，电子主要分布在与空位配位的金属阳离子上[1]，它是靠晶体其余部分的静电力而保持在那里的。
F色心实际上是没有原子核的价电子，或称为类氢原子(a hydrogen-like atom)[2]。
这个被α中心俘获的电子提供了“箱中电子”(an electron in a box)的一个经典实例[4]。
这箱中电子有一系列能级可用，约1.6×10-18 J的能带间隙可使色心电子在不同能级之间发生迁移[1]。
电子从一个能级跃迁到另一个能级，所需的能量与电磁波谱的可见区有关，形成了F色心的颜色。
在许多情况下，把经过辐照而呈某种颜色的晶体加热，能使其失去颜色。
这可能是由于辐照能造成与色心相联系的带电缺陷，加热会使此种缺陷的扩散和反应过程加速，从而使因辐照造成的破坏得以修复。
四种晶型的wo3合成方法
四种晶型的wo3合成方法
第一种合成方法是热分解法。
通过选择适当的前驱体，如钨酸铵、钨酸钠等，将其加热至高温，使其发生分解和转化反应，形成WO3晶体。
该方法简单易行，适用于大规模合成。
然而，由于高温条件的需要，该方法可能会导致晶体形貌不均匀或晶界缺陷的形成。
第二种合成方法是水热法。
通过在高温高压的水溶液中反应，可以得到具有特定晶型的WO3晶体。
在水热过程中，溶液中的钨离子逐渐聚集形成晶核，然后通过晶核的生长来形成WO3晶体。
该方法可以控制晶体的形貌和尺寸，制备出具有优良性能的WO3材料。
第三种合成方法是溶胶凝胶法。
通过在溶胶中加入适当的前驱体，如钨酸铵、钨酸钠等，并加入适当的溶剂和表面活性剂，形成均匀的溶胶体系。
然后通过调节pH值、温度等参数，使溶胶发生凝胶反应，形成凝胶。
最后，通过煅烧处理，使凝胶转化为WO3晶体。
该方法可以制备出具有高纯度和优良结晶性能的WO3材料。
第四种合成方法是气相沉积法。
通过在适当的气相条件下，将钨和氧的前驱体引入反应室中，利用化学反应生成WO3晶体。
该方法可以控制晶体的形貌和尺寸，并且可以在大面积基底上均匀生长WO3薄膜。
然而，由于气相沉积法需要高温和精确的气相条件，设备和操作要求较高。
热分解法、水热法、溶胶凝胶法和气相沉积法是四种常见的WO3晶型合成方法。
每种方法都有其特点和适用范围，选择合适的方法可以获得具有理想结构和性能的WO3材料。
随着材料科学的不断发展，相信会有更多新颖的WO3合成方法被提出，为WO3的应用领域带来更多可能性。
金刚石中高浓度NV色心的制备和相关研究
金刚石中高浓度NV色心的制备和相关研究金刚石NV色心具有室温可观测到的零声子线,发光稳定,相干时间长等优秀的光学特性,尤其是具有非常特殊的精细能级结构,可实现高精度的物理量探测和量子调控。
其中超低浓度的NV色心特别是单个NV色心在光子纠缠,量子调控等领域已经得到了广泛的关注。
除此之外,NV色心在物理量精密测量领域大放异彩,比如温度测量,磁场测量,超高分辨率成像,高性能陀螺仪等领域得到了应用。
制备高浓度的NV色心通常有两种方法,分别是氮离子注入和电子注入。
这篇文章制备高浓度的NV色心的方式主要是电子注入加高温退火。
通过荧光光谱表征了高浓度NV色心的荧光特性。
使用自行搭建的光探测磁共振系统进行了ODMR光谱的测量。
除此之外,还使用自行设计的高速旋转装置探测了NV色心样品高转速下的ODMR光谱。
本文的主要工作如下:1.商业购买了CVD法制备的高氮含量金刚石样品,使用工业级的高能电子辐照装置进行了电子的注入实验。
在氮气环境下进行了高温退火,制备了稳定的高浓度NV色心样品,并进行了光谱表征。
2.分析了不同退火温度下金刚石NV色心的荧光光谱,研究了两种不同电子注入剂量下NV色心浓度与退火温度的关系。
首先,通过电子辐照,高温退火等技术制备了含有不同浓度NV色心的金刚石样品。
然后测量分析了不同制备条件下NV色心的荧光光谱,、通过求得其声子带的总荧光强度来表征NV色心浓度。
分析了NV色心浓度与退火温度的关系,根据不同温度范围NV色心浓度的变化情况提出了抑制区、扩散区和饱和区三个分区。
根据实验数据拟合得到了NV色心浓度与退火温度的玻尔兹曼模型,并得到了在780℃附近NV色心浓度的变化速率最快。
3.Barnett效应是指本身不带电的物体通过自身的旋转产生磁场的现象。
带有NV色心的金刚石样品本身属于顺磁体,并且由于其特殊的能级结构,在磁场条件下会产生劈裂的ODMR信号。
文中提出可以通过高速的绕轴旋转高浓度NV色心样品,观察其ODMR波谷劈裂证明其Barnett场的存在。
色心
色心科技名词定义中文名称：色心英文名称：color center定义：在原来透明的晶体中产生光学吸收带的类原子缺陷和电子缺陷。
应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料科学基础（三级学科）；材料物理及化学基础（四级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布color center色心[1]是指透明晶体中由点缺陷、点缺陷对或点缺陷群捕获电子或空穴而构成的一种缺陷。
在特定的条件下，很多材料中都可观察到色心。
容易产生色心的材料有碱金属卤化物、碱土金属氟化物和部分金属氧化物。
色心可以在电离辐射的照射下产生，也可以在一定的氧化或还原性气氛中加热晶体得到，还可以用电化学方法产生出一些特定的色心。
最常见并研究的最充分的是碱金属或碱土金属卤化物中的F色心，F色心是俘获了电子的负离子空位。
正离子空位缺陷俘获空穴形成的色心称做V色心。
另外，还有其他类型的色心，如H色心、M色心和R色心等。
BaFBr：Eu中的F色心有F（F）和F（Br）两种，分别对应于材料中俘获了电子的两种阴离子空位。
这种材料中的色心可以被用来存储X射线的图像，当由BaF-Br:Eu材料制成的屏在X射线照射下，X射线的图像在存储屏内产生由F色心构成的潜像，在红色激光的激励下，F色光中的电子被释放出来，与Eu2+离子复合并发出的特征光，利用光接收设备和计算机处理可以得到X射线衍射图像仪中，这种图像仪可以提高医学检验的效率和图像的质量。
【色心】《丁福保佛学大辞典》（术语）有形质碍之法，无知觉之用者谓之色，反之而无形质可见，有知觉之用者，谓之心。
在于诸法，谓之色心，在于有情，谓之心身。
身即色也。
仁王经上曰：…色心是众生根本。
‟【色心】《陈义孝佛学常见辞汇》色与心。
色是指有形的物质；心是指无形的精神。
晶体的主要特征是其中原子（分子）的规则排列，但实际晶体中原子的排列总是或多或少地偏离了严格的周期性。
晶体中的原子作微振动时破坏了周期性，因而在晶体中传播的电子波或光电波会受到散射，这就意味着晶体的电学性质或光学性质发生了变化。
晶体缺陷与色心产生的颜色
8.2.3 色心产生颜色的实例
1.烟晶 水晶是SiO2矿物的单晶体。透明度高。 每一万个Si4+中有一个被Al3+取代，用几千eV 的X射线照射，会出现深棕灰甚至发黑色的颜 色变化，形成的材料称为烟晶。 加热到4000C，颜色消失，再辐照，颜色恢复。 用钴60放射的1.17MeV与1.33MeV的射线 照射无色水晶,不到20分钟即可变成深色烟晶.
(2)离子晶体中的缺陷 Frenkel缺陷: 一个离子从正常位置跑出,造 成一个空位;再插入另一不正常位置,造成填 隙,出现一对缺陷. Schrotky缺陷: 一对正负离子移动到晶体 表面或其它位置,留下一对空位. 电荷造成的缺陷:NaCl熔体中加入Ca2+,相 当于形成了一个Na+的空穴,为维持电中性, 需要填隙的Cl-;若O2-代替Cl-,则需要填隙的 Na+进行电荷补偿. 特定系统与晶体生长的具体条件决定了维持 电中性的方式.
2.紫晶 含Fe3+的水晶带浅黄色. 受到高能射线辐照时 辐照 [FeO4]5[FeO4]4- + e e- + H+ H 与前面的原理一样,失去电子的原子团也形成 一个空穴心, [FeO4]4-原子团吸收可见光,产生 浓重的紫色. 加热,电子释放,紫色消失,此过程可逆.但温度 不可过高(4000C左右,最稳定的色心也不超过 7000C)，否则会引起晶体结构发生不可逆变 化.
色心也会有不同的组合方式. 正是这些看似不完美的缺陷,给我们带来神秘的 色彩!
8.2.2色心产生颜色的机理
1.色心产生的颜色 高能辐照把电子从满带激发到空带,带隙 5~20eV(不产生颜色),进入空带的电子容易被 空穴俘获,能量为Ea ,这个过程有光的吸收,产生 相应的颜色. 电子热运动增加了能量,引起被俘获电子的释放, 电子回到空带并立即返回原来的满带,即被“漂 白”.
激光器材料
激光器材料介绍江默语（昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093）摘要：激光器诞生于20世纪60年代，伴随着激光晶体，激光玻璃，透明陶瓷等激光材料的发展，人们对激光技术的认识越来越广，利用也越来越多。
本文从激光器、激光材料、三能级系统、四能级系统，以及调谐/调Q激光器等几方面对激光技术进行了简单介绍。
关键词：激光器，激光材料，三能级系统，四能级系统，调Q激光器绪论激光技术是当时最重要的科技成就之一，它的发展和应用前景非常诱人，对整个科技领域的发展都起了重大的改革和推动作用。
从激光基础理论的提出到美国人梅曼制造出第一台激光器，经历了近半个世纪，其发展历史也是一个非常曲折的过程。
今天，人们对激光并不陌生，如激光开刀，可自动止血；全息激光照片还可以假乱真；还有激光照相，激光美容等。
激光还广泛地应用在军事方面。
随着科技的不断进步，在许多科学家的共同努力下，半导体激光器终于问世。
这类激光器已经成为光电子技术领域中研究最活跃、应用最广泛的器件。
以其优越的性能，在光通信和光存储中得到广泛应用，并且，不断出现新概念、新器件、新技术和新应用，继续以欣欣向荣的态势向前发展。
（一）所有的激光技术都必须有一个发射激光的载体，那就是激光器，由各种自然、人工合成的材料制备而成。
激光器按照工作物质的不同，可分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。
其中，固体激光器是以掺入某些稀土元素的固体介质材料为工作介质的激光器，分为玻璃激光器和晶体激光器。
后来，又出现了一种新的激光基质——透明陶瓷。
目前，固体激光器中常见的激光材料有：红宝石、钕玻璃、掺钕的钇铝石榴石，掺钕的的铝酸钇，掺钕的氟化锂钇和掺钕的钒酸钇等，其中掺钕的钇铝石榴石（Nd：YAG）和钕玻璃是目前应用最广的两种。
激光器激发出激光之后，就可以发挥激光的作用了。
激光之所以得到广泛应用，得益于激光自身所具有的几个主要特性，即单色、相干、准直、高亮度。
单色性：激光光束除了在空间和时间上高度集中外，在频谱上也是高度集中的，也就是说，它的的谱线宽度很窄，单色性好，或者说它的时间相干性很高。
人工紫晶中的色心及其吸收光谱
人工紫晶中的色心及其吸收光谱
人工紫晶是通过特定的热处理条件和复合热处理条件制备的一种外观具有色彩的紫晶材料，其中包含有一定比例的氧化铝和氧化锆，两者并排排列成格子构造，当热处理条件发生一
定变化，这种材料就会形成多颜色的紫晶，这些紫晶粒子用来做颜料，能产生不同的艳丽
多彩的颜色，以此满足人们日常绘画等业务的需要。
人工紫晶色心，是人工紫晶中最主要的颜料，它使用的主要原料是紫晶，其中的氧化铝和
氧化锆被热处理成品，形成紫晶粒，做颜料彩粉。
紫晶粉在每一个颗粒微结构中带有不同
的吸收光谱，可以调整它们的外观，以制造出不同的色度效果，使其具有明亮的颜色饱和
度和多彩美感，其中的最大颜色特征可以被用来确定紫晶中的色心。
人工紫晶的吸收光谱，又叫做紫晶色心。
从它的吸收光谱中可以看出，它具有艳丽的金属
光泽色彩，这是由于它内部的二维微结构使它具有较高的吸收能力。
这种光谱具有原性色
及粉红、棕红、橙色以及紫色等多种微妙的色彩，这些色彩以及它们的吸收特性，可以用
来产生不同的绘画效果。
总之，人工紫晶是一种非常美丽的材料，它的色心具有较强的金属外观、强烈的颜色饱和
度以及多彩美感，另外，它的吸收光谱也极其丰富，能够产生各种多彩绚丽的紫晶颜色。
因此，人工紫晶受到了画家和创作者们的广泛应用，也是艺术家们在绘画、涂鸦等领域中
的重要颜料材料。
闪烁晶体的制备
闪烁晶体的制备一、概述随着材料科学和技术的不断发展，闪烁晶体材料因其在能源、医疗、环保等领域的广泛应用而备受关注。
闪烁晶体的制备是实现其能量转换和探测功能的关键环节，因此其制备方法和条件的优化对其性能的提升具有重要意义。
二、制备方法目前常用的制备方法包括溶液法、固相法、气相法等。
其中，溶液法是最常见的制备方法，其具体步骤如下：1. 制备反应物，包括金属离子、有机配体等。
2. 加入溶剂，将反应物溶解在适当的溶剂中，使其形成溶液。
3. 调整pH值，根据反应物的性质和要求，适当调整pH值。
4. 沉淀制备，将溶液缓慢滴加到另一溶液中，形成沉淀物。
5. 退火，将沉淀物退火处理，获得晶体。
固相法和气相法制备闪烁晶体的步骤类似，不过需要控制反应温度、压力等条件。
三、制备条件不同的闪烁晶体制备方法需要不同的制备条件，但基本要求如下：1. 反应物应保持高纯度，减少杂质对晶体品质的影响。
2. 溶液的pH值应控制在合适的范围内，不同金属离子和有机配体对pH值要求不同。
3. 反应过程需要较长时间，通常需要数小时至几天，以保证产物质量。
4. 退火温度和时间也是影响晶体品质的重要因素，需要根据具体材料进行调整。
四、常用材料常用的闪烁晶体包括NaI(Tl)、CsI(Tl)、LaBr3(Ce)、Lu2SiO5(Ce)等。
这些材料有不同的能隙和发光谱，可根据实际需求进行选择。
五、总结闪烁晶体制备是实现其优异性能的重要步骤，制备方法和条件的优化对其性能的提升具有重要意义。
随着材料制备和加工工艺的不断进步，闪烁晶体材料在各领域的应用和发展会越来越广泛和深入。
焰熔法合成红宝石的工艺流程
焰熔法合成红宝石是一种制备红宝石的方法，具有生产效率高、生产周期短等特点，以下是其工艺流程：
1. 原材料制备：首先需要制备对应的原材料，其中主要原材料为铝矾土、氧化铝粉末和铬矿石，其中铝矾土为红宝石的主要成分，氧化铝粉末用于调节红宝石的颜色和质量，铬矿石用来控制红宝石的红色色调。
2. 混合和筛选：将铝矾土、氧化铝和铬矿石按照一定比例混合，并进行必要的筛选和研磨，以得到具有均匀颗粒大小和成分的混合物。
3. 加热熔融：将混合物放入具有高温和抗腐蚀性能的石英玻璃或陶瓷坩埚中，加热到适宜的温度，一般在1900-2000摄氏度之间，并通过氮气、氢气等气体控制坩埚内气氛的纯净度和氧化性，以避免混合物的氧化或还原。
4. 冷却和分离：经过一段时间的熔化和混合后，关闭坩埚加热电源，让熔融铝矾土等材料缓慢冷却，待其温度下降到1500℃左右时，将坩埚取出，将熔渣与红宝石晶体进行分离。
这个过程一般需要通过化学溶解、酸洗等工艺，去除残留在红宝石晶体中的杂质和熔渣。
5. 切割和加工：最后将分离出来的红宝石晶体进行切割、打磨、倒角、打底等加工工艺，制成适合用于首饰、钟表、光学器件等领域的红宝石制品。
需要注意的是，焰熔法合成红宝石需要用到高温、高压和有毒气体等危险因素，因此需要进行严格的安全保护和操作规范，以保证生产过程的安全和质量。
同时，焰熔法合成的红宝石其产量和品质也受到原材料质量、熔炼温度和气氛控制等多方面因素的影响。
无机材料化学色心名词解释
无机材料化学色心名词解释
色心是指晶体中对可见光产生选择性吸收的缺陷部位。
一些晶体，在缺陷部位电子跃迁所需能量减小到与可见光相当的程度。
这些缺陷部位就会产生对可见光的选择性吸收面使晶体呈色。
晶体中对可见光产生选择性吸收的缺陷部位称作色心。
通常色心的存在对固体器件是有害的。
1974年L.莫勒瑙尔等利
用掺Li的KCl晶体的色心获得近红外可调激光输出，可在光纤通信、频标、医学、窄能隙半导体研究方面获得应用。
带有色心的碱金属卤化物晶体是制作可调谐激光器的材料。
色心激光器有可能成为一种有实用价值的激光技术。
色心晶体可做储存或显示信息器件等的材料。
大量人为控制的色心材料在诸如半导体、发光、光电导等许多技术领域中有着广泛的应用。
碱卤化物如果没有色心，在紫外到红外的区段是完全透明的。
色心的出现可以使晶体着色。
通过以下方式使晶体着色：
①掺入化学杂质，在晶体中形成吸收中心；引入过量金属离子，形成负离子空位，正电性的负离子空位束缚住从金属原子电离的电子，形成可见光的吸收中心；
②X射线、γ射线、中子或电子轰击晶体形成损伤，使晶体产生点缺陷，可以束缚电子或空穴形成可见光的吸收中心；
③电解过程。
碱卤晶体在碱金属蒸气中加热，然后骤冷，原来透明的晶体就出现颜色，这个过程称为增色。
在这过程中形成了负离子
空位，即F心。
如NaCl增色后呈黄色。
因为晶体中形成超过化学比的碱金属离子，从而形成负离子空位。
第七章 晶体合成
该法适于生长碱卤化物光学晶体。 该法适于生长碱卤化物光学晶体。 4.区熔法 区熔法 区熔法分为水平和垂直两种类型。 区熔法分为水平和垂直两种类型。 水平区熔法主要用于材料的物理提纯，也可用来生长单晶。 水平区熔法主要用于材料的物理提纯，也可用来生长单晶。 垂直区熔法又称浮区法，是一种生长高纯单晶较理想的方法。 垂直区熔法又称浮区法，是一种生长高纯单晶较理想的方法。 集成电路的高纯完整硅单晶就是该法生长的。 集成电路的高纯完整硅单晶就是该法生长的。 5. 焰熔法 焰熔法也称火焰法，是一种简便的无坩锅生长方法， 焰熔法也称火焰法，是一种简便的无坩锅生长方法，主要由 于宝石的工业生产。 于宝石的工业生产。 五、固－固生长 1. 再结晶 再结晶是一种在冶金行业常用的晶体生长方法。类型有： 再结晶是一种在冶金行业常用的晶体生长方法。类型有：
人类早期将具有规则的几何多面体外形的固体称为晶体。 人类早期将具有规则的几何多面体外形的固体称为晶体。 这是不严格的。由于生长条件的改变， 这是不严格的。由于生长条件的改变，不是所有晶体都能表现 出规则的多面体外形来。另一方面， 出规则的多面体外形来。另一方面，具有规则的多面体外形的 固体也不一定是晶体。 固体也不一定是晶体。 近代X射线对晶体研究的结果揭示了晶体的内部结构 射线对晶体研究的结果揭示了晶体的内部结构。 近代 射线对晶体研究的结果揭示了晶体的内部结构。发 现任何结晶物质的构造都具有共同的特点， 现任何结晶物质的构造都具有共同的特点，即组成它的构造基 原子、离子或分子）在空间有规则地排列。 元（原子、离子或分子）在空间有规则地排列。这种高度有序 性可用点阵来描述。 性可用点阵来描述。 即在一个构造基元中任选一个几何点， 即在一个构造基元中任选一个几何点，然后把晶体结构中 所有这样的几何点都找出来，这些点显然是等同的， 所有这样的几何点都找出来，这些点显然是等同的，称为等同 点或阵点。这些阵点在空间无限地、周期性地重复， 点或阵点。这些阵点在空间无限地、周期性地重复，组成了空 间点阵或空间格子。 间点阵或空间格子。 因此： 晶体结构＝ 因此： 晶体结构＝点阵 + 构造基元 晶体空间点阵共有14种形式 但构造基元可以是单原子， 种形式， 晶体空间点阵共有 种形式，但构造基元可以是单原子， 可以是不同的离子（离子团）， ），还可以是含成千上万个原子的 可以是不同的离子（离子团），还可以是含成千上万个原子的 大分子。 大分子。
resse晶体制备
resse晶体制备引言：resse晶体是一种常见的晶体材料，具有广泛的应用领域，如光电子学、光通信、激光器等。
本文将介绍resse晶体的制备方法及其相关应用。
一、resse晶体的制备方法1. 溶液法制备溶液法是一种常用的resse晶体制备方法。
首先，将合适比例的溶剂和溶质混合，在适当的温度下搅拌均匀，形成溶液。
然后，在恒温槽中控制溶液的温度，使其缓慢结晶，形成resse晶体。
最后，通过过滤、洗涤和干燥等步骤，得到纯净的resse晶体。
2. 熔融法制备熔融法是另一种常见的resse晶体制备方法。
首先，将适量的溶质加入到坩埚中，然后加热至溶剂的熔点，使其完全熔化。
接着，将熔融的溶液缓慢冷却，使其逐渐结晶形成resse晶体。
最后，通过分离和精细处理，得到高纯度的resse晶体样品。
二、resse晶体的应用领域1. 光电子学resse晶体具有良好的光学性能，可用于制备光电子学器件。
例如，可以将resse晶体用作光学增益介质，用于激光器的制备。
其高光学质量和稳定性使得激光器具有较高的功率输出和较低的波长偏移。
2. 光通信resse晶体在光通信领域也有广泛的应用。
由于其优异的光学特性和低损耗，resse晶体可以用于制备光纤通信器件，如光纤放大器和光纤耦合器。
此外，resse晶体还可以用作光波导材料，用于制备光纤光栅等光学器件。
3. 激光器resse晶体是一种重要的激光器材料。
由于其较高的折射率和较低的损耗，resse晶体可用于制备高功率、高效率的激光器。
它在医学、工业和科研领域中有着广泛的应用，如激光切割、激光打标和激光测量等。
4. 光学传感器resse晶体的特殊光学性质使其成为制备高灵敏度光学传感器的理想材料。
通过改变resse晶体的结构和组分，可以调控其吸收和发射光谱，实现对特定物质的检测和分析。
这在环境监测、生物医学和食品安全等领域具有重要意义。
结论：resse晶体作为一种重要的晶体材料，其制备方法多种多样，包括溶液法和熔融法。
KMgF_3晶体色心的产生及转换
KMgF_3晶体色心的产生及转换
顾洪恩;阮永丰;戚蓝
【期刊名称】《人工晶体学报》
【年(卷),期】1989(18)2
【摘要】本文报导了较低温度下(约200K)经电子束轰击着色的 KMgF_3晶体色心的光谱特征。
室温下利用460nm 染料激光照射已着色的 KMgF_3晶体,能有效地将 F_2心电离,从而增加了395nm和565nm 色心的浓度。
【总页数】3页(P141-143)
【关键词】KMgF3;晶体;色心
【作者】顾洪恩;阮永丰;戚蓝
【作者单位】天津大学物理系;天津大学水资源与港湾工程系
【正文语种】中文
【中图分类】O773
【相关文献】
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聚丙烯球晶的制备过程
聚丙烯球晶的制备过程
聚丙烯球晶的制备过程如下：
1.原料准备：准备聚丙烯颗粒，通常使用聚合物颗粒或聚丙烯熔融物作为原料。
确保原料质量符合要求并进行预处理。
2.造核：在制备聚丙烯球晶前，需要在系统中引入适量的聚丙烯颗粒或熔融物作为种子来促进球晶的形成。
这些聚丙烯种子可以在溶剂中形成初始的晶核。
3.悬浮：将聚丙烯颗粒或熔融物悬浮在适当的溶剂中，形成含有聚丙烯颗粒的溶液或熔体。
溶剂的选择需要考虑到聚丙烯的溶解性和溶剂的挥发性。
4.结晶：通过控制温度和搅拌等条件，使得聚丙烯颗粒在溶液或熔体中逐渐结晶，形成球状的结晶体。
温度和搅拌条件的选择会影响晶体的形貌和尺寸。
5.分离和清洗：将制备好的聚丙烯球晶分离出来，并进行清洗以去除悬浮液中的残留物。
6.干燥：将分离和清洗后的聚丙烯球晶进行干燥，以去除水分和残留的溶剂。
7.粒度控制：若需要特定粒度范围的聚丙烯球晶，可以通过网格筛分或其他方法进行粒度控制和筛选。
制备聚丙烯球晶的过程中，温度、溶剂、搅拌速率等因素对晶体的形貌和尺寸有重要影响，因此需要根据具体要求进行优化和调整。
制备好的聚丙烯球晶可用于各种应用，如填料、催化剂载体、微粒药物递送系统等。
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晶体中的离子缺陷色心是指正常格位的离子在位臵上
发生了变化，使晶体中出现了负离子空位、正离子空位、 空位聚集、填隙离子或原子等，使色心生成。
例(1)：通过辐照法在NaCl中产生F心。NaCl粉末在受到x
射线轰击1.5 h左右会显出浅黄色。颜色的产生是不是由钠的 非整比过量引起的。它们多半是由结构中某些氯负离子的电 离引起的。 例(2)：用γ射线辐照源使大块的LiF晶体赋色。当高能射线 打到光学质量好的LiF晶体上时，会在晶体内引起电离，生成 空穴、空位和自由电子等缺陷。 先把LiF晶体进行光学加工后，再用60Co -γ射线辐照，经不
3、色心的转型
在一定的条件下，将晶体中的一种色心转变为另外一种色 心的过程，称为色心的转型。因为用以上两种方法或其他方 法得到的色心，不一定是我们最终所要的色心，所以，在实 验上往往将已赋色的色心晶体通过色心的转型来获得需要的
色心。
因为色心的形成、激活、去激活、位臵迁移和漂白等过 程总是伴随着能量迁移的过程。所以，可以通过改变晶体的 温度或以一定波长的光辐照晶体，使晶体中的一些色心发生 能量的迁移，最终导致色心的转型。色心转型一般分为热致 转型和光致转型两种。
过程。但在着色过程中，对注入技术和条件要求是非常苛刻
的，导致此类研究方法并不多见。
五、色心晶体的检测及应用
1、色心的检测
探测色心的结构和物理性质的主要实验方法有：常规光
谱法、热导率、光电导法、热释光法、电子自旋共振和电子 核磁共振光谱法和拉曼散射等。不过，所有的方法中，常规 光谱法是最基本、最常用也是重要的方法，这种方法反映了 色心晶体对辐射吸收和发射的物理性质。常规光谱法又可以
同剂量的γ射线辐照后，产生的色心有很大的差异。随着γ射线
辐照剂量的增加，晶体的颜色和特征吸收曲线也有很大的不同，
当 γ 射线达到 105 伦琴时晶体呈淡黄色， γ 射线达到 108 伦琴时晶
体呈褐色。γ射线剂量为107伦琴辐照LiF晶体产生的F2心密度最 大，其它色心最少。
60Co-γ射线穿透能力强，易于在大块的晶体中均匀的产生高
会有颜色。波尔对这些赋色晶体进行吸收光谱的测定，发 现在可见光区都有一个钟形的吸收带，他认为晶体赋色的
NaCl KCl LiF
Na
K
骤冷 骤冷 骤冷
黄色 紫色 粉红色
Li
原因是由于在晶体中产生晶格缺陷造成的，并首次提出“
颜色中心”这个词来命名这些缺陷，从此，色心一词就沿 用下来。而且，因为颜色中心的德文是Farbe-Zentrum， 所以又称F心。这些晶体的吸收谱在可见光区出现的吸收 带，通常称F带。F心是研究的最早、最多、最深入的色
4、电解着色法
电解着色法是把晶体加热至可产生空位和电导的温度(一
般低于熔点50 ~ 100 OC )，在晶体的两端加上电压，使之产
生色心的方法，也叫电注入着色法。 电解着色法是一种较“温和”的晶体着色方法，早已被 应用。此着色技术不用很高的电压，无需光照，所需设备也 不复杂，且便于实时进行调整、控制和直接观测晶体的着色
晶 体 中 缺 陷 的 分 类
本征点缺陷 零维缺陷 （点缺陷）
点缺陷：在一个或几个原子的微观区域内，原子的排 列偏离理想周期结构而形成空位、填隙原子、 杂质原子 等的缺陷。 肖特基缺陷
(Schottky缺陷)
热缺陷
晶体典型点缺陷
弗仑克尔缺陷 杂质缺陷
(Frenkel缺陷)
肖特基缺陷
肖特基缺陷是由于晶体表面附近的原子热运动到表面，在原 来的原子位臵留出空位，然后内部邻近的原子再进入这个空位， 这样逐步进行而行成的，看来就好像是晶体内部原子跑到晶体 表面来了，这种缺陷称为肖特基缺陷。
改变晶体的温度，使晶体中的一些色心转型为另外一种
色心，即是热致转型。 例： KCl:F晶体在室温下经自然光辐照，晶体中部分 F 心将转变成F聚心。为使晶体中的F聚心重新形成纯净的F
心，一般利用热转型的方法加以实现，其过程为：将色心
晶体用铝箔包封后，迅速地臵于500 ~ 600 OC的温度中，保 温3 ~ 4 min，此时，晶体中的F聚心将全部热分解成F、F+ 心，然后使晶体骤冷至室温，并在暗室中将晶体取出，这 样便可获得含有纯净F心的KCl色心晶体。
F+心：F心失去一个电子组成
(2)聚集F心 M心(即F2心)：由两个F心聚集形成
R心(即F3心)：由三个F心聚集形成
N心(即F4心)：由四个F心聚集形成 以及由F心和F2心演变而成的FA、FB心以及F2+心 等。
F心的物理机制及实质
Cl
_
Na+ Cl_Cl_来自Na+_
Cl
_
碱卤晶体在碱金属蒸汽中加热又冷 负离子空位是一个带正电的缺陷，
浓度的 F心和 F聚集心。但是， γ 射线辐照时，往往伴生着多种 类型的色心形成。 例 (3)：用电子束对 LiF晶体进行着色，也可以得到高密度的 色心，着色速度也快。所用的 LiF 晶体样品取自实验室生长的 LiF单晶，并切成2mm厚的薄片。 在室温下用电子束(1.5 Mev,0.2 μA/cm2)辐照着色，四
㈠由于热力学原因，原子会离开它自身原本应在的格点；
㈡由于堆垛的原因，不同的原子错占对方原子的位臵； ㈢化学过程引入杂质原子。 这些不完美性都称作晶体中的缺陷（Defects）。这种晶 体称作缺陷晶体（Crystals with defects）。
价带空穴 电子缺陷 导带电子 错位缺陷 空位缺陷 间隙缺陷 杂质点缺陷 替代缺陷 晶 体 中 的 缺 陷 位错处杂原子 一维缺陷 （线缺陷） 位错 堆垛错位 二维缺陷 （面缺陷） 小角晶粒间界 孪晶界 错位缺陷 包藏杂质 三维缺陷 （体缺陷） 空洞 沉淀 刃位错 螺位错 混合位错
的间隙位臵，成为间隙式杂质原子。这类缺陷统称为杂
质缺陷。
臵换杂质原子
间隙杂质原子
二、色心的由来
早在十九世纪，人们就发现有些本来无色透明的天然矿 石有时会变得有颜色。到20世纪二十年代，德国哥廷根大 学的波尔 (Pohl) 对于碱卤晶体的光学性质进行了系统的研
究，发现碱卤晶体在碱金属蒸汽中加热后骤冷到室温，就
分钟后样品即呈绿色。
用附加着色法和辐照法产生的F心的区别 对于用x射线或紫外光照射着色的晶体，若以波长在F带 内的光照射它，则F心将吸收光量子而释放出被俘获的电子， 留下孤立的负离子空位，从而使晶体退色。
对于在碱金属蒸气中加热引入逾量碱金属原子着色的晶
体，由于碱金属原子电离而产生的自由电子被负离子空位俘 获形成F心，晶体内部已建立了新的电荷平衡，即使用F带 的光照射，F心释放的电子将在晶体内游离，最终仍被失去 电子的F心俘获，因而不会发生退色现象。
Na+ Cl
_
Na+
_
Cl
Na+ Cl
_
Na+ Cl
_
Cl
Na+
_
Na+
Na+
_
Cl
Na+
Cl
_
Na+
Cl
Na+
Cl
_
F心
F+心
F2+心
两个相邻的 F 心构成 一个 M 心
三个相邻的 F 心构成 一个 R 心
（这是 NaCl 结构中 [111] 面上的一 组三个负离子空位 + 三个电子）
Na+
Na+
色心晶体
汇报人：石文杰
目录
一、晶体中的缺陷 二、色心的由来
三、色心的分类 四、色心晶体的合成
五、色心晶体的检测及应用
一、晶体中的缺陷
完美晶体（Perfact Crystals）：晶体中原子有序排列在 三维空间无限延伸并且具有严格的周期性循环。由于以下原 因，实际晶体的结构往往偏离完美晶体的结构：
—
位的X2 ,它将与(110)连线两侧的二个X 结合成大分子离
— —
子X4 ，并称为H心。H 心与 F 心为一对互补色心。
3—
H心
3、杂质色心
四、色心晶体的合成
1、附加着色法
附加着色法：将晶体臵于适量浓度的离子蒸汽中加热，通
过离子的扩散效应，在晶体中形成逾量的离子，并改变晶体 原来的化学计量比。 可以在一种碱金属蒸气中加热一种碱金属卤化物来制备 F心。 例：在钾蒸气中加热KCl。 为了获得均匀、浓度适当的F心，控制好扩散温度、时 间和钾的投入量是十分重要的。
Na+
FA 心
FB 心
F 心六个最近邻离子中
F 心近邻的两个碱金属
的某一个若为另一个不同的
碱金属离子所取代，就成为 FA 心
离子被碱金属杂质所取代，
就成为 FB 心
2、俘获空穴型色心
(1)自陷空穴型色心 VK心:两个沿(110)相邻的卤素离子X 共有一个自陷空穴，构
—
成一个卤素分子离子X2 ，称为VK心。 VK心是俘获空穴型色心
分为分光光度法（吸收光谱）和荧光光谱法。
(1) 吸收光谱法
色心晶体的基质主要是绝缘晶体，它有较大的禁带宽度,
通常在紫外至红外的波长范围内有很宽的透明区。当有色 心存在于晶体中时，就会在前述的禁带中形成局域能级， 从而产生吸收带。 晶体中的色心不同时，形成的局域能级也就不同，因而 产生吸收带的位臵就不相同；即使是同一种色心，浓度不 同时，吸收带的宽度和高度也会不同。这就为分析晶体中
辐照源的种类很多，可以分为：带电粒子（电子、质 子）、不带电粒子（中子）、射线性质的（γ射线、X 射
线、紫外光）。经过辐照着色法所形成的色心缺陷主要
有两类：电荷缺陷色心和离子缺陷色心。 晶体中的电荷缺陷色心是指晶格点阵上的离子仅仅在 带电的性质上发生变化，但该晶格位上的离子既不增加 也不减少的一种色心。