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内容简介

《晶体生长科学与技术(第二版）（下册）》是一部在1981年出版的《晶体生长》基础上进行扩充和改写而成的集体创作。《晶体生长科学与技术(第二版）（下册）》比较深入地论述了晶体生长的理论和技术，总结了国内外的主要实践经验和成果，重点介绍了我国在晶体领域中所取得的突出成就。《晶体生长科学与技术(第二版）（下册）》共14章，分上、下册出版。《晶体生长科学与技术(第二版）（下册）》是下册(第八章至第十四章)，主要介绍分子束外延及相关的单晶薄膜生长技术、人工宝石、合成云母、人造金刚石、新型非线性光学晶体及晶体品质鉴定等。每章末尾提供了大量参考文献，书末还附有主题词索引和后记。

内页插图

目录

目录
下册
《凝聚态物理学丛书》出版说明 i
第=版序 iii
第一版序 v
第八章 分子柬外延及相关的单晶薄膜生长技术 1
8.1 分子束外延技术概述 1
8.2 分子束外延设备 7
8.2.1 分子束炉及快门 10
8.2.2 RHEED（反射式高能电子衍射仪） 22
8.2.3 多室空气隔离的超高真空系统 24
8.3 分子束外延生长过程 24
8.3.1 外延过程的描述 24
8.3.2 lII-V族化合物半导体 29
8.3.3 IV族元素半导体 35
8.3.4 II-VI族化合物半导体 39
8.4 分子束外延中的重要技术 42
8.4.1 高能电子衍射强度振荡 42
8.4.2 脉冲束外延技术 47
8.4.3 气体源分子束外延 50
8.5 分子束外延技术展望 53
参考文献 54
第九章 人工宝石 张乐漶 吴星 傅林堂 叶安丽 佟学礼 57
9.1 焰熔法生长刚玉型彩色宝石 58
9.1.1 焰熔生长及其所需的原料制备与晶体着色 58
9.1.2 剐玉型宝石的晶体结构与定向生长 59
9.1.3 焰熔晶体生长设备 62
9.1.4 宝石晶体的退火处理 69
9.2 石榴石型装饰宝石的研制 71
9.2.1 稀土镓石榴石的结构和特点 71
9.2.2 稀土镓石榴石的生长 73
9.2.3 掺质、透过率及石榴石的辐照改色研究 74
9.2.4 结论 80
9.3 高频冷坩埚技术和立方氧化锆晶体生长 81
9.3.1 高频冷坩埚技术的工作原理 82
9.3.2 高频冷坩埚技术装备 87
9.3.3 立方氧化锆晶体的生长 90
9.3.4 立方氧化锆晶体性能 93
9.3.5 冷坩埚技术的其他应用和最新发展 109
9.4 其他合成宝石 112
9.4.1 助熔剂法红宝石(α-Al2O3) 112
9.4.2 水热法祖母绿[Be3AI2(SiO3)6] 113
9.5 宝石鉴定 114
9.5.1 肉眼鉴定 114
9.5.2 10倍放大镜 115
9.5.3宝石仪器鉴定 115
9.6 宣石加工 117
9.6.1 宝石加工的光学原理 117
9.6.2 宝石加工工艺 120
9.6.3 宝石加工机械的选择 125
9.6.4 宝石加工的发展方向 127
参考文献 129
第十章 合成云母 131
10.1 无坩埚内热法合成云母 133
10 1.1 原理和工艺流程 133
10.1.2 晶块内云母晶体的生长特征 135
10.1.3 配料组成对晶体生长的影响 143
10.1.4 工艺条件对晶体生长的影响 144
10.2 坩埚下降晶种法合成云母 146
10.2.1 生长工艺 146
10.2.2 氟金云母的生长机理 148
10.2.3 晶体宏观缺陷及其成因 155
10.2.4 热工条件及其对晶体生长的影响 157
10.3 氢气铝丝炉坩埚法合成云母 160
10.4 合成云母的种类 163
10 4.1 云母晶体的异质同最取代 163
10.4.2 水胀氟云母 164
10.4.3 彩色合成云母、含铁氟云母和微晶云母 168
10.5 合成云母的结构、性能和应用 171
10.5.1 合成云母晶体结构 171
10.5.2 合成云母的主要性能 177
10.5.3 合成云母的应用 183
参考文献 194
第十一章 人造金刚石 沈主同197
11.1 金刚石的结构、形态和主要性质 201
11.1.1 碳原子的电子结构和晶体结构 201
11.1.2 金刚石的晶体形态和缺陷 209
11.1.3 金刚石的主要性质 215
11.2 人造金刚石的基本理论和合成机铋 219
11.2.1 碳的压力-温度相图 219
11.2.2 人造金刚石体系中的界面结合理论 222
11.2.3 直接法人造金刚石的合成机制 226
11.2.4 熔媒法人造金刚石的合成机制 234
11.2.5 外延法人造金刚石的合成机制 246
11.3 人造金刚石的主要合成技术和若干工艺 248
11.3.1 静压法人造金刚石 248
11.3.2 动压法人造金刚石 260
11.3.3 低压法人造金刚石 264
11.4 金刚石多晶薄膜 266
11.4.1 金刚石多晶薄膜的制备技术 267
11.4.2 金刚石多晶薄膜合成机制及有关问题 272
参考文献 283
第十二章 有机晶体 288
12.1 有机化合物和晶体 288
12.1.1 有机化合物 288
12. 1.2 有机分子的种类与构型 290
12. 1.3 有机晶体结构特征 293
12. 1.4 有机固溶体晶体 299
12.1.5 有机晶体的电子特征 303
12.2 有机非线性光学晶体 307
12.2.1 频率转换晶体 307
12.2.2 有机电光晶体 331
12.2.3 三阶有机非线性光学晶体 335
12.3 有机电学功能晶体 341
12.3.1 有机导电晶体 341
12.3.2 有机光导晶体 348
12.3.3 有机光折变晶体 353
12.4 有机晶体生长 356
12.4.1 有机体块晶体生长 356
12.4.2 有机薄膜晶体生长 360
12.4.3 蛋白质晶体生长 365
12.4.4 有机分子薄膜控制晶体生长技术 367
参考文献 368
第十三章 新型非线性光学晶体 陈创天 俞琳华 374
13.1 引言 374
13.2 激光技术对非线性光学晶体的基本要求 376
13.3 非线性光学晶体的结构与性能的相互关系 378
13.3.1 无机非线性光学晶体的阴离子基团理论 378
13.3.2 “阴离子基团理论”应用的几个实例 381
13.3.3 非线性光学晶体双折射率的计算方法 386
13.3 非线性光学晶体吸收边的计算方法 389
13.4 非线性光学晶体分子工程学研究 394
13.5 新型无机非线性光学晶体BBO，LBO，KBBF和SBBO的发现及其线性、非线性光学性质 397
13.5.1 硼酸盐体系中几类主要的阴离子基团及其性质 398
13.5.2 新型紫外非线性光学晶体BBO， LBO， KBBF和SBBO的概况 405
13.5.3 BBO， LBO: KBBF稻SBBO晶体的光学性质 412
13.6 新型有机非线性光学晶体的探索 430
参考文献 443
第十四章 晶体的品质鉴定 刘琳 蒋培植 赵玉珍 447
14.1 晶体品质鉴定的必要性 447
14.2 晶体的组分不完整性 449
14.2.1 晶体主成分 449
14.2.2 掺质和杂质 450
14.2.3 非化学比组成 451
14.2.4 成分分析 451
14.3 晶体结构的不完整性 453
14.3.1 点缺陷 453
14.3.2 线缺陷 455
14.3.3 面缺陷 458
14 .3.4 体缺陷 450
14.4 晶体成分分析的常用方法 462
14.4.1 重量法与容量法 463
1-4.4.2 比色法与分光光度法 464
14.4.3 发射光谱法 465
14.4.4 电感耦合等离子体发射光谱法 466
14.4.5 激光光谱法 467
14.4.6 原子吸收光谱法 468
14.4.7 X射线荧光光谱法 469
14.5 光学显微分析法 470
14.5.1 阿贝成象理论 478
14. 5.2 偏光显微镜 472
14.5.3 相衬显微镜 474
14.5.4 干涉显微镜 475
14.5.5 微分干涉衬度显微镜 477
14.5.6 侵蚀法 478
14.5.7 缀饰法 480
14.5.8 应力双折射法 481
14.5.9 激光层析法 483
14.6 X射线衍射分析法 485
14.6.1 物相分析 486
14.6.2 点阵常量的测量 489
14.6.3 单晶定向 490
14.6.4 X射线形貌术 492
14.7 电子束分析法 503
14.7.1 电子与物质的相互作用 505
14.7.2 透射电子显微镜 506
14.7.3 扫描电子显微镜 503
14.7.4 电子探针 509
14.7.5 俄歇电子谱仪 511
14. 7.6 电子能量损失谱仪 511
14.7.7 低能电子衍射 513
14.7.8 反射高能电子衍射 514
14.8 离子束分析法 515
14.8.1 离子与物质的相互作用 515
14.8.2 低能离子放射 516
14.8.3 高能背散射 517
14.8.4 离子探针 518
14.9 质子束分析法 519
14.9.1 质子激发X射线荧光分析 520
14.9.2 质子探针（质子显微镜） 521
14.10 其他分析法 522
14.10.1 场发射显微镜 522
14.10.2 场离子显微镜 523
14.10.3 原子探针场离子显微镜 S24
14. 10.4 穆斯堡尔谱 525
14.10.5 顺磁共振 526
14. 10.6 核磁共振 527
14. 10.7 扫描隧道显微镜 529
14. 10.8 扩展X射线吸收精细结构 531
14. 10.9 X射线光电子能谱分析 532
参考文献 533
主题词索引 537
后记 549
上册
第一章 晶体生长热力学 唐棣生 李沈军
第二章 晶体生长动力学 张克从 陈万春
第三章 溶液法生长晶体 高樟寿 蒋民华 王希敏
第四章 水热法生长晶体 经和贞
第五章 高温溶液法生长晶体 蒋培植 贾维义
第六章 从熔体中生长晶体 姜彦岛 常荚传 任绍霞
第七章 半导体晶体生长 叶武中 陆大成

前言/序言

　　我们正处在一个伟大历程的起点，要在本世纪内，实现我国农业、工业、国防和科学技术的现代化，把我们的国家建设成为社会主义的现代化强国。这是我们人民所肩负的伟大而光荣的历史使命。
　　我们认为，一个国家要解决工业发展问题，必须同时解决两个重大的课题：一个是能源问题；另一个是材料问题。能源问题是显而易见的，世界上正在大力研究从传统能源寻求新能源。而材料问题包括两方面。一方面是提供工农业建设所必需的一般传统材料，这部分材料的重要性是大家都知道的，包括钢铁、特种合金及合成材料等等，所有的机械、造船、桥梁、铁道、钻探等工业都需要它们；另一方面是研制特种材料，这些材料在数量方面虽则比较起来并不很大，但在各种现代化的技术中，如自动化技术、激光技术、计算机技术以及遥感及空间技术等方面都有特殊应用的范围，可以说，这些材料质量的好坏决定着技术水平的高低，而且只有在材料方面有所突破，才能希望技术本身有所突破，
　　我们认为材料问题的核心是晶体学问题，晶体学通过对固态物质的内部结构及缺陷的系统研究，可以了解到各种物质的组成规律以及这些结构和缺陷与各种物理性质的关系；它还通过研究在各种物理条件下晶体生长的规律，从而有可能生长出满足人们所要求的各种性能的单晶体。
　　晶体生长是指要生长出配比成分准确而又很少杂质及缺陷或甚至无杂质和无缺陷的单晶体。近年来，对于固态的理解在很大程度上是以单晶为基础的。由于单晶的研究，发现了许多金属的新性质，例如在单晶状态下，铁、钛和铬实际上都是软金属，而晶须的力学强度要比同一物质在多晶情况下的大一千倍，物理学家需要完整的单晶来研究辐射损伤、超导性、核磁共振、电子顺磁共振等，而化学家则往往需要完整的单晶来研究晶体结构。固体的各向异性也只能靠单晶来测定。
　　以工业而论，对于单晶的需要恐怕再也没有比半导体更为迫切了。所以人们可以毫不夸张地说，半导体技术的发展实际上取决于晶体生长工作的发展，它一方面朝着难度较大的材料方面发展。而从锗到硅的过渡，使半导体器件在性能方面发生了一次革命，这一过渡是由于晶体生长工作者掌握了如何处理反应性较强而熔点较高的硅而完成的，半导体发展的另一方面是生长大面积的高完整性单晶，我们知道，电子计算机的最主要部件是大规模集成电路，而大规模集成电路的基本部件是大面积、高完整性的硅单晶。毫无疑问，提高计算机的科学技术水平，关键问题还是在晶体生长方面，今后大面积集成电路在密度及失效率方面的改进，相当的一部分将取决于所用晶体的质量，
　　关于磁性材料的情况也是如此，目前正在发展的一种电子计算机存储系统是石榴石磁泡系统。必须着重指出，晶体生长工作对这一特殊磁性材料起着无比重要的作用。因为首先要生长出符合理想配比成分而缺陷密度很低的稀土镓石榴石单晶，然后在此衬底材料上用液相取向附生（LPE）或化学汽相淀积（CVD）的方法附生缺陷密度偎低而无硬磁泡形成的稀土铁石榴石薄膜，这是先进的电子计算机存储系统的关键问题。
　　其它在激光材料、电光材料、铁电材料等方面的情况也是如此。
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