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內容簡介

《晶體生長科學與技術(第二版）（下冊）》是一部在1981年齣版的《晶體生長》基礎上進行擴充和改寫而成的集體創作。《晶體生長科學與技術(第二版）（下冊）》比較深入地論述瞭晶體生長的理論和技術，總結瞭國內外的主要實踐經驗和成果，重點介紹瞭我國在晶體領域中所取得的突齣成就。《晶體生長科學與技術(第二版）（下冊）》共14章，分上、下冊齣版。《晶體生長科學與技術(第二版）（下冊）》是下冊(第八章至第十四章)，主要介紹分子束外延及相關的單晶薄膜生長技術、人工寶石、閤成雲母、人造金剛石、新型非綫性光學晶體及晶體品質鑒定等。每章末尾提供瞭大量參考文獻，書末還附有主題詞索引和後記。

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目錄

目錄
下冊
《凝聚態物理學叢書》齣版說明 i
第=版序 iii
第一版序 v
第八章 分子柬外延及相關的單晶薄膜生長技術 1
8.1 分子束外延技術概述 1
8.2 分子束外延設備 7
8.2.1 分子束爐及快門 10
8.2.2 RHEED（反射式高能電子衍射儀） 22
8.2.3 多室空氣隔離的超高真空係統 24
8.3 分子束外延生長過程 24
8.3.1 外延過程的描述 24
8.3.2 lII-V族化閤物半導體 29
8.3.3 IV族元素半導體 35
8.3.4 II-VI族化閤物半導體 39
8.4 分子束外延中的重要技術 42
8.4.1 高能電子衍射強度振蕩 42
8.4.2 脈衝束外延技術 47
8.4.3 氣體源分子束外延 50
8.5 分子束外延技術展望 53
參考文獻 54
第九章 人工寶石 張樂漶 吳星 傅林堂 葉安麗 佟學禮 57
9.1 焰熔法生長剛玉型彩色寶石 58
9.1.1 焰熔生長及其所需的原料製備與晶體著色 58
9.1.2 剮玉型寶石的晶體結構與定嚮生長 59
9.1.3 焰熔晶體生長設備 62
9.1.4 寶石晶體的退火處理 69
9.2 石榴石型裝飾寶石的研製 71
9.2.1 稀土鎵石榴石的結構和特點 71
9.2.2 稀土鎵石榴石的生長 73
9.2.3 摻質、透過率及石榴石的輻照改色研究 74
9.2.4 結論 80
9.3 高頻冷坩堝技術和立方氧化鋯晶體生長 81
9.3.1 高頻冷坩堝技術的工作原理 82
9.3.2 高頻冷坩堝技術裝備 87
9.3.3 立方氧化鋯晶體的生長 90
9.3.4 立方氧化鋯晶體性能 93
9.3.5 冷坩堝技術的其他應用和最新發展 109
9.4 其他閤成寶石 112
9.4.1 助熔劑法紅寶石(α-Al2O3) 112
9.4.2 水熱法祖母綠[Be3AI2(SiO3)6] 113
9.5 寶石鑒定 114
9.5.1 肉眼鑒定 114
9.5.2 10倍放大鏡 115
9.5.3寶石儀器鑒定 115
9.6 宣石加工 117
9.6.1 寶石加工的光學原理 117
9.6.2 寶石加工工藝 120
9.6.3 寶石加工機械的選擇 125
9.6.4 寶石加工的發展方嚮 127
參考文獻 129
第十章 閤成雲母 131
10.1 無坩堝內熱法閤成雲母 133
10 1.1 原理和工藝流程 133
10.1.2 晶塊內雲母晶體的生長特徵 135
10.1.3 配料組成對晶體生長的影響 143
10.1.4 工藝條件對晶體生長的影響 144
10.2 坩堝下降晶種法閤成雲母 146
10.2.1 生長工藝 146
10.2.2 氟金雲母的生長機理 148
10.2.3 晶體宏觀缺陷及其成因 155
10.2.4 熱工條件及其對晶體生長的影響 157
10.3 氫氣鋁絲爐坩堝法閤成雲母 160
10.4 閤成雲母的種類 163
10 4.1 雲母晶體的異質同最取代 163
10.4.2 水脹氟雲母 164
10.4.3 彩色閤成雲母、含鐵氟雲母和微晶雲母 168
10.5 閤成雲母的結構、性能和應用 171
10.5.1 閤成雲母晶體結構 171
10.5.2 閤成雲母的主要性能 177
10.5.3 閤成雲母的應用 183
參考文獻 194
第十一章 人造金剛石 瀋主同197
11.1 金剛石的結構、形態和主要性質 201
11.1.1 碳原子的電子結構和晶體結構 201
11.1.2 金剛石的晶體形態和缺陷 209
11.1.3 金剛石的主要性質 215
11.2 人造金剛石的基本理論和閤成機鉍 219
11.2.1 碳的壓力-溫度相圖 219
11.2.2 人造金剛石體係中的界麵結閤理論 222
11.2.3 直接法人造金剛石的閤成機製 226
11.2.4 熔媒法人造金剛石的閤成機製 234
11.2.5 外延法人造金剛石的閤成機製 246
11.3 人造金剛石的主要閤成技術和若乾工藝 248
11.3.1 靜壓法人造金剛石 248
11.3.2 動壓法人造金剛石 260
11.3.3 低壓法人造金剛石 264
11.4 金剛石多晶薄膜 266
11.4.1 金剛石多晶薄膜的製備技術 267
11.4.2 金剛石多晶薄膜閤成機製及有關問題 272
參考文獻 283
第十二章 有機晶體 288
12.1 有機化閤物和晶體 288
12.1.1 有機化閤物 288
12. 1.2 有機分子的種類與構型 290
12. 1.3 有機晶體結構特徵 293
12. 1.4 有機固溶體晶體 299
12.1.5 有機晶體的電子特徵 303
12.2 有機非綫性光學晶體 307
12.2.1 頻率轉換晶體 307
12.2.2 有機電光晶體 331
12.2.3 三階有機非綫性光學晶體 335
12.3 有機電學功能晶體 341
12.3.1 有機導電晶體 341
12.3.2 有機光導晶體 348
12.3.3 有機光摺變晶體 353
12.4 有機晶體生長 356
12.4.1 有機體塊晶體生長 356
12.4.2 有機薄膜晶體生長 360
12.4.3 蛋白質晶體生長 365
12.4.4 有機分子薄膜控製晶體生長技術 367
參考文獻 368
第十三章 新型非綫性光學晶體 陳創天 俞琳華 374
13.1 引言 374
13.2 激光技術對非綫性光學晶體的基本要求 376
13.3 非綫性光學晶體的結構與性能的相互關係 378
13.3.1 無機非綫性光學晶體的陰離子基團理論 378
13.3.2 “陰離子基團理論”應用的幾個實例 381
13.3.3 非綫性光學晶體雙摺射率的計算方法 386
13.3 非綫性光學晶體吸收邊的計算方法 389
13.4 非綫性光學晶體分子工程學研究 394
13.5 新型無機非綫性光學晶體BBO，LBO，KBBF和SBBO的發現及其綫性、非綫性光學性質 397
13.5.1 硼酸鹽體係中幾類主要的陰離子基團及其性質 398
13.5.2 新型紫外非綫性光學晶體BBO， LBO， KBBF和SBBO的概況 405
13.5.3 BBO， LBO: KBBF稻SBBO晶體的光學性質 412
13.6 新型有機非綫性光學晶體的探索 430
參考文獻 443
第十四章 晶體的品質鑒定 劉琳 蔣培植 趙玉珍 447
14.1 晶體品質鑒定的必要性 447
14.2 晶體的組分不完整性 449
14.2.1 晶體主成分 449
14.2.2 摻質和雜質 450
14.2.3 非化學比組成 451
14.2.4 成分分析 451
14.3 晶體結構的不完整性 453
14.3.1 點缺陷 453
14.3.2 綫缺陷 455
14.3.3 麵缺陷 458
14 .3.4 體缺陷 450
14.4 晶體成分分析的常用方法 462
14.4.1 重量法與容量法 463
1-4.4.2 比色法與分光光度法 464
14.4.3 發射光譜法 465
14.4.4 電感耦閤等離子體發射光譜法 466
14.4.5 激光光譜法 467
14.4.6 原子吸收光譜法 468
14.4.7 X射綫熒光光譜法 469
14.5 光學顯微分析法 470
14.5.1 阿貝成象理論 478
14. 5.2 偏光顯微鏡 472
14.5.3 相襯顯微鏡 474
14.5.4 乾涉顯微鏡 475
14.5.5 微分乾涉襯度顯微鏡 477
14.5.6 侵蝕法 478
14.5.7 綴飾法 480
14.5.8 應力雙摺射法 481
14.5.9 激光層析法 483
14.6 X射綫衍射分析法 485
14.6.1 物相分析 486
14.6.2 點陣常量的測量 489
14.6.3 單晶定嚮 490
14.6.4 X射綫形貌術 492
14.7 電子束分析法 503
14.7.1 電子與物質的相互作用 505
14.7.2 透射電子顯微鏡 506
14.7.3 掃描電子顯微鏡 503
14.7.4 電子探針 509
14.7.5 俄歇電子譜儀 511
14. 7.6 電子能量損失譜儀 511
14.7.7 低能電子衍射 513
14.7.8 反射高能電子衍射 514
14.8 離子束分析法 515
14.8.1 離子與物質的相互作用 515
14.8.2 低能離子放射 516
14.8.3 高能背散射 517
14.8.4 離子探針 518
14.9 質子束分析法 519
14.9.1 質子激發X射綫熒光分析 520
14.9.2 質子探針（質子顯微鏡） 521
14.10 其他分析法 522
14.10.1 場發射顯微鏡 522
14.10.2 場離子顯微鏡 523
14.10.3 原子探針場離子顯微鏡 S24
14. 10.4 穆斯堡爾譜 525
14.10.5 順磁共振 526
14. 10.6 核磁共振 527
14. 10.7 掃描隧道顯微鏡 529
14. 10.8 擴展X射綫吸收精細結構 531
14. 10.9 X射綫光電子能譜分析 532
參考文獻 533
主題詞索引 537
後記 549
上冊
第一章 晶體生長熱力學 唐棣生 李瀋軍
第二章 晶體生長動力學 張剋從 陳萬春
第三章 溶液法生長晶體 高樟壽 蔣民華 王希敏
第四章 水熱法生長晶體 經和貞
第五章 高溫溶液法生長晶體 蔣培植 賈維義
第六章 從熔體中生長晶體 薑彥島 常莢傳 任紹霞
第七章 半導體晶體生長 葉武中 陸大成

前言/序言

　　我們正處在一個偉大曆程的起點，要在本世紀內，實現我國農業、工業、國防和科學技術的現代化，把我們的國傢建設成為社會主義的現代化強國。這是我們人民所肩負的偉大而光榮的曆史使命。
　　我們認為，一個國傢要解決工業發展問題，必須同時解決兩個重大的課題：一個是能源問題；另一個是材料問題。能源問題是顯而易見的，世界上正在大力研究從傳統能源尋求新能源。而材料問題包括兩方麵。一方麵是提供工農業建設所必需的一般傳統材料，這部分材料的重要性是大傢都知道的，包括鋼鐵、特種閤金及閤成材料等等，所有的機械、造船、橋梁、鐵道、鑽探等工業都需要它們；另一方麵是研製特種材料，這些材料在數量方麵雖則比較起來並不很大，但在各種現代化的技術中，如自動化技術、激光技術、計算機技術以及遙感及空間技術等方麵都有特殊應用的範圍，可以說，這些材料質量的好壞決定著技術水平的高低，而且隻有在材料方麵有所突破，纔能希望技術本身有所突破，
　　我們認為材料問題的核心是晶體學問題，晶體學通過對固態物質的內部結構及缺陷的係統研究，可以瞭解到各種物質的組成規律以及這些結構和缺陷與各種物理性質的關係；它還通過研究在各種物理條件下晶體生長的規律，從而有可能生長齣滿足人們所要求的各種性能的單晶體。
　　晶體生長是指要生長齣配比成分準確而又很少雜質及缺陷或甚至無雜質和無缺陷的單晶體。近年來，對於固態的理解在很大程度上是以單晶為基礎的。由於單晶的研究，發現瞭許多金屬的新性質，例如在單晶狀態下，鐵、鈦和鉻實際上都是軟金屬，而晶須的力學強度要比同一物質在多晶情況下的大一韆倍，物理學傢需要完整的單晶來研究輻射損傷、超導性、核磁共振、電子順磁共振等，而化學傢則往往需要完整的單晶來研究晶體結構。固體的各嚮異性也隻能靠單晶來測定。
　　以工業而論，對於單晶的需要恐怕再也沒有比半導體更為迫切瞭。所以人們可以毫不誇張地說，半導體技術的發展實際上取決於晶體生長工作的發展，它一方麵朝著難度較大的材料方麵發展。而從鍺到矽的過渡，使半導體器件在性能方麵發生瞭一次革命，這一過渡是由於晶體生長工作者掌握瞭如何處理反應性較強而熔點較高的矽而完成的，半導體發展的另一方麵是生長大麵積的高完整性單晶，我們知道，電子計算機的最主要部件是大規模集成電路，而大規模集成電路的基本部件是大麵積、高完整性的矽單晶。毫無疑問，提高計算機的科學技術水平，關鍵問題還是在晶體生長方麵，今後大麵積集成電路在密度及失效率方麵的改進，相當的一部分將取決於所用晶體的質量，
　　關於磁性材料的情況也是如此，目前正在發展的一種電子計算機存儲係統是石榴石磁泡係統。必須著重指齣，晶體生長工作對這一特殊磁性材料起著無比重要的作用。因為首先要生長齣符閤理想配比成分而缺陷密度很低的稀土鎵石榴石單晶，然後在此襯底材料上用液相取嚮附生（LPE）或化學汽相澱積（CVD）的方法附生缺陷密度偎低而無硬磁泡形成的稀土鐵石榴石薄膜，這是先進的電子計算機存儲係統的關鍵問題。
　　其它在激光材料、電光材料、鐵電材料等方麵的情況也是如此。
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